Questo articolo è stato inserito nella sezione d'archivio dedicata alla materia "invisibile".

Come e perché sia uscita dalla Via Lattea circa 70 milioni di anni fa, probabilmente non lo sapremo mai... quel che è certo è che tra altri 30 vi rientrerà, dando nuovo grande impulso alle nascite stellari di questa nostra vecchia galassia, ormai a crescita quasi zero da troppo tempo! Stiamo parlando della nube di Smith: un migrante galattico che entra e esce a suo piacimento senza bisogno di passaporto, oppure solo uno dei tanti divertenti giocattoli di un Universo buontempone?

Anche le nubi di gas sanno come difendersi

(2/11/2013)

Una gigantesca nube di idrogeno sta puntando dritta verso la Via Lattea. Uno scontro la cui conclusione è ovvia: la nube-Davide non può che soccombere alla galassia-Golia. Basterà l’alone galattico, fortemente ionizzato, a distruggere l’intruso. Ne siamo proprio sicuri? Sembra proprio di no.

Quando si parla di galassia s’intende essenzialmente la sua struttura principale, più o meno a forma di disco e, sovente, con bellissimi bracci a spirale. Al suo interno vigono regole abbastanza precise: vi è un buco nero centrale circondato da materiale che rappresenta il suo cibo. Spesso resta in attesa e altre volte viene invece divorato. Il pasto del padrone indiscusso è un’operazione poco prevedibile, anche se sicuramente spettacolare.

Intorno a lui ruotano con dedizione e precisione miliardi di stelle, separate da nubi di gas più o meno arricchito. Molte stelle muoiono e molte altre nascono senza stravolgere la struttura generale della città cosmica. Tuttavia, una galassia non è solo questo. Al pari di un’immensa metropoli non è formata solo dal centro cittadino, spesso intasato dal traffico. Vi è anche un'estesissima periferia, che nella galassia prende il nome di alone. Gas rarefatto, molto caldo e, quindi, ionizzato, che rappresenta una prima difesa verso l’esterno. Non certo per controbattere altre galassie in avvicinamento, ma almeno per eliminare disturbi di minore entità.

Lo sanno bene gli ammassi globulari che se ne stanno a distanza di sicurezza, legati al nucleo centrale, ma liberi di rivolvere attorno a lui su orbite qualsiasi. Cittadine che, pur cadendo nella giurisdizione della metropoli, riescono ancora a mantenete una propria libertà di associazione e di movimento. Tuttavia, il dominio di una galassia va ben oltre. Piccole metropoli, apparentemente separate da quella più grande, mantengono un legame indissolubile con lei. Sembrano indipendenti e invece le orbitano attorno, anche a distanze apparentemente molto grandi. Sto parlando delle galassie satelliti, come le nostre Nubi di Magellano (ma ne abbiamo molte altre) che continuano a rivolvere attorno alla Via Lattea. La gravità tiene unita questa incredibile struttura cosmica anche a distanza di centinaia di migliaia di anni luce. Ogni tanto qualcuna di queste si stufa di vivere da sola e preferisce inserirsi nel caotico traffico cittadino e si immerge nella metropoli centrale. Poco male, le sue stelle si inseriscono facilmente nella galassia “madre” e questa migrazione dà spesso luogo a un notevole incremento di nascite (lo vediamo anche noi nella piccola realtà terrestre: i nuovi arrivati, trovata un po’ di pace, sono i più attivi nella procreazione e nell’incremento delle nascite. E’ giusto che sia così e l’Universo ne dà un limpido esempio).

Spesso, però, vi sono altri abitanti periferici, meno appariscenti, ma in continua ricerca di una posizione definitiva. Probabilmente sono resti di antiche collisioni galattiche, trovatisi a vagare nello spazio attorno all’unione delle due metropoli. Sono immense nubi di gas, di massa enorme, ma estremamente rarefatte. I loro atomi sono molto distanti gli uni dagli altri, si disperdono nell’incredibile spazio a loro disposizione. Tenui filamenti, fantasmi gassosi, tenuti, però, assieme da una forza potentissima: la gravità.

Ogni tanto, anch’essi vorrebbero entrare  nella metropoli, ma hanno poche speranze di riuscirci. Non sono formati da stelle piccole e compatte, quasi indistruttibili, e nemmeno da ammassi molto densi di gas ad esse collegati. No, sono soltanto viandanti sprovveduti, con poche difese a disposizione. E’ facile immaginare la loro fine. Basta che entrino nell’alone galattico e le particelle cariche di quest’ultimo (veri e propri soldati di frontiera) hanno facile gioco a distruggere e a disperdere la nube rarefatta in arrivo.

La Smith Cloud è una di queste ed è in rotta di collisione con la Via Lattea alla discreta velocità di circa 230 chilometri al secondo. Arriverà nella nostra città tra circa 30 milioni di anni. Tutto deciso? Nemmeno per sogno, dato che questa nube è già riuscita a raggiungere la nostra galassia in passato e parte di essa ne è anche uscita indenne continuando la sua corsa attorno alla Via Lattea. Oggi è in fase di rientro e conosce bene la strada.

Accidenti, ma come fa a superare le barriere di quel gas caldissimo (milioni di gradi) che dovrebbe distruggerla? I suoi atomi dovrebbero essere “massacrati” come capita alle meteoriti quando entrano nella nostra atmosfera.

La spiegazione è apparsa finalmente in tutta la sua inaspettata semplicità, attraverso osservazioni radio. La nube possiede un intenso campo magnetico che protegge il viaggio delle sue particelle e le permette un’entrata “tranquilla” nel disco galattico. In fondo, è un risultato meraviglioso e siamo contenti che i soldati siano stati “beffati” (ma è proprio così o c’è un’intesa segreta?). L’ingresso di idrogeno è sempre un regalo per una galassia e significa un’esplosione di nascite stellari.

Forse abbiamo un bellissimo esempio di qualcosa di simile, successo in un passato non troppo lontano (dai 30 ai 50 milioni di anni fa), relativamente vicino al nostro Sole: l’Anello di Gould. Esso è un anello parziale di stelle, con un diametro di circa 3000 anni luce, inclinato rispetto al piano galattico di circa una ventina di gradi. Rappresenta, probabilmente, proprio il braccio a spirale in cui abita la nostra stella che, al momento, si trova a circa 325 anni luce dal centro; la nascita delle stelle che lo compongono potrebbe essere stata innescata dal passaggio di una nube ad alta velocità attraverso il braccio della Via Lattea.

Con molta probabilità la nube di Smith causerà qualcosa di molto simile. Tutto bene? Mica tanto. Il vero problema è capire come si sia formato un campo magnetico così intenso in una nube rarefatta. Probabilmente essa ne possedeva già uno all’atto della sua formazione (un residuo di quello che apparteneva alla sua “mamma”), ma deve essersi sicuramente ingigantito durante il vagabondare nello spazio. E questo è ancora un mistero per gli scienziati. Addirittura, si pensa che sia proprio l’interazione tra nube di Smith e alone galattico a intensificare questa fantastica opera di difesa.

Capite cosa vorrebbe dire? Il mezzo per sopravvivere gli viene fornito direttamente da coloro che dovrebbero distruggerlo. L’Universo è proprio magnifico nelle sue continue sorprese. D’altra parte, non riuscivo proprio a credere che qualcosa distruggesse veramente qualcos’altro di così fantastico come l’ingresso di migranti capaci di portare nuova linfa vitale. L’Universo sa come utilizzare le possibilità di tutti e per lui non esiste il “diverso” o lo “straniero”. Riusciremo mai a impararlo anche noi?

Ovviamente, qualsiasi riferimento a barconi stracolmi di migranti, a navi militari, pronte a rispedirli indietro o a salvarli, è del tutto casuale!

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Un'armatura oscura

(24/5/2014)

E' proprio vero... cosa potrebbe mai fare l’Universo senza la materia oscura? Non ha ancora avuto nessuna conferma diretta, eppure sta risolvendo problemi di tutti i generi. Avete mal di schiena? Un bel massaggio di materia oscura e passa tutto. Un raffreddore non vi fa dormire? Una vigorosa spruzzata di spray oscuro e cadrete immediatamente tra le braccia di Morfeo. Sarà anche vera, ma mi sta diventando veramente antipatica, come quelli che devono mettere il naso dappertutto o come i tuttologi televisivi.

Non si sa di cosa sia fatta, non si riesce nemmeno a teorizzare una sua rappresentazione matematica, eppure sembra quasi più conosciuta e utilizzata della stessa materia ordinaria. In realtà, esistono solo degli effetti inspiegabili, per adesso, e la materia oscura è nata per essere un’ipotesi atta a spiegare le conseguenze anomali di fenomeni che dovrebbero essere compresi perfettamente. Il fatto che, forse, questi fenomeni non sono compresi quando si superano certi ordini di grandezza, non è ritenuto abbastanza interessante ed è molto meglio crearsi un toccasana universale.

Manca la gravità? Ecco la materia oscura che non si vede, ma che ha sempre la giusta massa per  fronteggiare le mancanze di Newton & co. L’Universo accelera o frena? Nessun problema: basta un tocco di energia oscura (che è poi la stessa cosa) e tutti sono accontentati. Una stella esplode in ritardo o non esplode per niente? State tranquilli che è stato l’interruttore oscuro che non ha funzionato. Insomma, il troppo stroppia. E’ troppo facile formulare teorie affidandosi a un qualcosa che non si vede e non si può analizzare e quindi può essere come e dove vogliamo.

Il grande mistero dell’Universo (anzi, ex-mistero), il buco nero, sta diventando un gioco da bambini al confronto. In fondo, lui non si vede, ma si sa che è composto di una certa materia che ha fatto certe cose e che una matematica raffinata porta a conseguenze estreme. Si sentono i suoi effetti, ma si sa anche da cosa è stato creato. La materia oscura no. Quando si cerca non si trova, ma quando abbiamo bisogno di un “tappabuchi” è sempre a disposizione. Poca o tanta, non fa differenza, dato che non vedendola ne possiamo prendere quanta ne vogliamo.

Sì, forse sono un eretico e un falso scienziato. Tuttavia, quando una cosa viene usata troppo spesso, e senza poterla studiare, mi sembra di vivere veramente in un mondo artefatto come quello odierno. I grandi scienziati dei primi del novecento come avrebbero reagito? Temo, anzi sono sicuro, che sarebbero stati molto più circospetti prima di accettarla senza colpo ferire. Ricordiamoci le lotte contro una meccanica quantistica che nella sua assurdità riusciva però a spiegare e a essere spiegata in modo “controllabile” e riproducibile.

Va bene, ho terminato la mia piccola e personalissima disquisizione, che non vale un accidenti. Spero anche di essere smentito dal prossimo esperimento del CERN o dalla prossima osservazione gamma. Per adesso occupiamoci di una nuova funzione attribuita alla materia oscura, quella di corazza per fronteggiare lo scontro con un “nemico” molto più potente.

Non tutte le ciambelle nascono col buco. E così anche non tutte le galassie riescono a racimolare gas abbastanza denso da innescare le nascite stellari. Vi sono, probabilmente, innumerevoli ammassi di idrogeno neutro che vagano nello spazio. A volte sono nati nei pressi di galassie e loro rappresentano solo residui di materiale non utilizzato; a volte viaggiano veramente isolati nello spazio intergalattico nell’attesa di incontrare qualche sorella più fortunata. Forse questo è il caso della nube di Smith, dalle dimensioni tutt’altro che trascurabili, che si sta dirigendo verso la nostra via Lattea. Scordatevi di poterla vedere: è troppo rarefatta e si riesce a localizzare solo con tecniche radio captando le deboli emissioni dell’idrogeno neutro. Al momento si trova a circa 8000 anni luce dal nostro disco galattico e -se si potesse vedere- coprirebbe un campo pari alla costellazione di Orione. Non viaggia troppo veloce… solo 220-230 km/sec e tra 30 milioni di anni attraverserà la nostra casa cosmica.

Cosa c’entra la materia oscura? Beh, il fatto è che calcoli di meccanica celeste dimostrano che la nube di Smith deve già aver attraversato la Via Lattea nel suo passato ed è sopravvissuta. Questa insospettata resistenza non è spiegabile per una mancata galassia di così tenue consistenza. Avrebbe dovuto essere ingoiata e sparpagliata all’interno della nostra galassia. E invece ha resistito impavida. Altre sue sorelle non ci sono riuscite, ma lei sì. Sarà capace di ripetersi tra 30 milioni di anni? L’ipotesi attuale non ha (quasi) dubbi a dare una risposta positiva. Sì, la nostra nube è sopravvissuta e probabilmente lo farà ancora, per una semplicissima ragione: sarebbe circondata da una vera e propria armatura di materia oscura. Ovviamente, armatura capace di proteggerla dalle violenze gravitazionali, e non solo, della Via Lattea. Mah… sarà, ma mi piacerebbe  poter “toccare” con mano questa meravigliosa corazza, che avrebbe fatto la gioia dei cavalieri medievali.

Al di là di tutto, resta l’enorme interesse di poter studiare da vicino un probabile fossile dell’Universo che, al pari di una nana bruna, non è riuscita a dare il via al suo compito principale: quello di creare nuove vite stellari.

 

La Via Lattea si diverte come i bambini

(29/1/2016)

La nube di Smith è un enorme ammasso di gas che sta per entrare in collisione con la Via Lattea. Sicuramente darà luogo a una nascita stellare parossistica. Quando…? Tra non molto, circa 30 milioni di anni. Speriamo di esserci ancora… Nel frattempo, non sarebbe male cercare di capire che cosa è la nube di Smith. Un regalo spaziale o il risultato di un gioco di bambini, un po' cresciuti?

L’argomento non differisce molto da quello appena trattato, riguardante gli ammassi globulari. Siamo sempre di fronte alle regole di entrata e di uscita di elementi estranei da una “nazione” ultra civilizzata come la Via Lattea. Ma siamo sicuri che coloro che chiamiamo estranei lo siano poi veramente? Dal punto di vista umano, dovremmo ricordare che noi europei discendiamo dalle migrazioni dei primi ominidi (molto più intelligenti dei nostri progenitori) provenienti dal Sud Africa. Se oggi ci siamo e siamo i “leader” del mondo civile dobbiamo proprio dire "grazie" agli africani. Meno male che sono venuti a civilizzarci! Oggi, però, le cose sono cambiate e ci dimentichiamo della nostra preistoria… come sempre d’altronde.

La nube di Smith cade proprio a fagiolo. Essa sta chiedendo il permesso di entrare nei nostri confini galattici e sicuramente servirà a creare nuove stelle, un’occupazione che la nostra moderna galassia ha un po’ perso di vista (sta fabbricando stelle al ritmo di una all’anno… mamma mia!). Il primo problema è: “Dobbiamo lasciarla entrare?”.

L’immagine mostra le dimensioni e la posizione della nube di Smith. Ovviamente, la figura è stata “composta”, in quanto la nube è ripresa nel radio ed è rappresentata in falsi colori. Fonte: B. Saxton e F. Lockman (NRAO/AUI/NSF), e A. Mellinger

La risposta dipende poco da noi, piccoli uomini insignificanti. Il consiglio galattico, presieduto dal buco nero centrale e dai rappresentanti dell’alone galattico (la prima popolazione che subirà l’incontro o lo scontro), ha già deciso: “Che entri pure, non può che essere utile per noi e per l’intero Universo!”. Tutto ciò, nel Cosmo, capita senza nemmeno preoccuparsi dell’origine del visitatore straniero: esso è sempre il benvenuto!

Il secondo problema, di carattere più scientifico, riguarda, invece, l’origine di questo intruso. Non è cosa da poco con i suoi 11000  anni luce di lunghezza e 2300 di larghezza (una  forma di tipo “cometario”). E’ veramente un intruso o è  parte di un gioco infantile eseguito circa 70 milioni di anni fa? Pensate ai nostri bimbi, i più vicini al vero spirito del Cosmo. Prima dell’avvento dei giochi elettronici, cosa c’era di più bello che lanciare delle pietre verso l’alto, aspettando che tornassero a terra? In fondo era un modo istintivo di prendere confidenza con la legge di gravità senza rischiare di fare la fine di Newton (dicono che la mela fosse acerba e quindi molto dura e che il ramo fosse molto alto…). La nube di Smith potrebbe proprio essere una “pietra” gassosa, lanciata dalla stessa galassia per “divertirsi” un po’, sapendo che sarebbe tornata indietro e che in tal modo avrebbe dato vita a un risveglio della volontà di procreare come ai bei tempi antichi (pensate, potrebbero nascere fino a due milioni di nuove stelle!).

Insomma, non un estraneo, ma una parte di lei che sta tornando a casa, in qualche modo simile agli africani che ritornano dopo averci civilizzato tanto tempo fa o agli emigranti partiti per le lontane Americhe...

Da un punto di vista dell’etica cosmica, poco importa l’origine, dato che la conclusione è la stessa, ma noi scienziati terrestri vogliamo sapere con chi abbiamo a che fare, anche se la decisione non spetta a noi (meno male).

La faccenda non è così semplice… La nube infatti non si vede e bisogna utilizzare i suoi messaggi radio (il solito vecchio problema degli ammassi di gas freddo). Hubble si è messo di buzzo buono e ha osservato il tutto nell’ultravioletto. Fermi tutti! Abbiamo appena detto che la nube non si vede e adesso parliamo di luce ultravioletta? Calmi, calmi… Hubble non osserva la nube (sa, però, dove si trova con grande precisione) ma tre Nuclei Galattici Attivi che stanno molto più lontano della nube.  La loro luce ha viaggiato per miliardi di anni, ma per giungere fino a noi ha dovuto attraversare la nube subendone le conseguenze. E’ quindi bastato fare un spettro accurato dei tre nuclei galattici per capire la composizione chimica della nube. Un po’ come chiedere la carta d’identità o prendere le impronte digitali dei profughi.

Beh… la nube mostra un’abbondanza di elementi pesanti simili a quelli dell’attuale alone galattico. No, non è uno straniero, proveniente dal “vuoto” intergalattico. Perché? Beh… in questo caso sarebbe composto da gas primordiale, non arricchito dai regali delle supernove. Ci sono pochi dubbi: la nube è un emigrato che torna alla propria casa o -se preferite- è la pietra del bambino che sta cadendo o -ancora- è una parte di noi con tutte le nostre caratteristiche. Va bene, va bene, la Scienza umana è stata accontentata e sa con chi ha a che fare.

Dal punto di vista etico è servito ben poco saperlo, ma dal punto di vista scientifico è stato estremamente importante, anche perché -fortunatamente- la vera Scienza ci permette di conoscere, ma non di prendere decisioni!

Non fraintendetemi, io mi lascio andare a questi paragoni perché tutto deve servire ad analizzare anche noi stessi che siamo, comunque, Universo. Guai se non ci fosse la voglia di sapere! Conoscere l’Universo è conoscere noi stessi e conoscere noi stessi è conoscere una parte dell’Universo.

Capisco che a qualcuno potrebbero dare fastidio queste mie visioni fantasiose e umanizzate. Questo è un circolo scientifico e tale dovrebbe rimanere. Ci voleva ben poco a dare la notizia in modo professional-divulgativo. Penso, però (anzi ne sono convinto), che, anche attraverso tutta questa estrapolazione di tipo etico, la parte scientifica sia altrettanto ben delineata. In più, c’è il tentativo di dare ai più giovani lo spunto per riflettere e per pensare al nostro piccolo mondo scombussolato. L’unica speranza sono loro e per loro bisogna combattere perché non cadano nelle fauci sempre più grandi della realtà virtuale e della banalità.

Rimarrebbe ancora un passo da risolvere… Come e perché la nube è stata inviata nello spazio? Il bambino galattico saprebbe rispondere subito. Noi cerchiamo qualcosa di più fisico e per adesso non lo sappiamo ancora. In ogni modo, è indubbio che la nostra galassia sia ben più attiva, creativa e fantasiosa di quello che potevamo ipotizzare pensando alla sua età.

Ovviamente, c’è già chi non può fare a meno di pensare alla materia oscura che è servita come mezzo di trasporto per fare uscire la nube  dalla casa cosmica. Qualcuno, un po' antidiluviano come  me, potrebbe anche dire: “Abbiamo solo spostato il problema… perché e come ha lavorato la materia oscura?”. Ma a questa domanda c’è sempre una risposta da parte degli scienziati più “moderni”: “La materia oscura può fare di tutto e il contrario di tutto, basta cambiare i modelli e inventarsi proprietà particolari… Tanto nessuno può osservarla e dirci che non è vero..”.

Mentre gli scienziati discutono di queste teorie che, fortunatamente (per alcuni), non possono essere provate, sono sicuro che vi è un gruppo di bambini galattici che sta ridendo a crepapelle! Che siano gli stessi che, secondo Vin-Census hanno creato le pulsar? Chi lo sa...

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