SCOPERTE E IMMAGINI DELL’ANNO, QUATTRO RIGUARDANO L’ASTROFISICA

Astrofisica nelle top ten di Nature

Nature ha pubblicato la top ten delle scoperte straordinarie del 2020 e delle migliori immagini scientifiche dell’anno. In entrambe le categorie l’astrofisica è protagonista: la prima evidenza della violazione della simmetria CP – che potrebbe essere all'origine dell’asimmetria tra materia e antimateria nell'universo – il lampo radio più veloce della galassia, la prima immagine della superficie del Sole fatta dal telescopio solare più grande del mondo e il cielo solcato dal passaggio dei satelliti artificiali messi in orbita per portare la connessione internet a tutto il pianeta

     28/12/2020
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Siamo alla fine dell’anno ed è tempo di bilanci. Lo è anche per la rivista Nature, che ha pubblicato la sua top ten, sia in termini di scopertele 10 scoperte straordinarie del 2020 – che di immagini le migliori immagini scientifiche del 2020. Per entrambe le categorie l’astrofisica è protagonista con due notizie, riprese anche da Media Inaf nel corso dell’anno. Ecco quali.

Kamioka Observatory. Crediti: Kamioka Observatory/Institute for Cosmic Ray Research/The University of Tokyo

Violata la simmetria materia-antimateria

Il 15 aprile 2020, la collaborazione T2K (acronimo di “da Tokai a Kamioka”) ha riportato l’evidenza di una possibile violazione della simmetria CP emersa da un centinaio di eventi registrati nel corso di dieci anni di raccolta dati al Super-Kamiokande. Se la simmetria CP fosse conservata, la probabilità di conversione da neutrini muonici a neutrini elettronici sarebbe la stessa di quella da antineutrini muonici ad antineutrini elettronici. Nell’esperimento T2K, i neutrini (e gli antineutrini) – che hanno viaggiato per 295 chilometri – sono stati “contati” dal rilevatore sotterraneo dell’Osservatorio di Kamioka in Giappone, ed è stata misurata la probabilità di oscillazione della conversione da neutrini (e antineutrini) muonici a neutrini (e antineutrini) elettronici. Colti a oscillare da muonici a elettronici sono stati 90 neutrini e soltanto 15 antineutrini. Numeri diversi e quindi simmetria violata, a un livello di confidenza del 95 per cento. La scoperta potrebbe rappresentare la prima indicazione dell’origine dell’asimmetria materia-antimateria nel nostro universo. Pubblicazione di riferimento: Nature 580, 339–344 (2020).

Impressione artistica di un Fast Radio Burst in viaggio verso la Terra. I colori rappresentano il fascio di luce che arriva a diverse lunghezze d’onda nella banda radio. In blu le lunghezze d’onda più corte, che arrivano svariati secondi prima di quelle in rosso, che corrispondono invece a lunghezze d’onda maggiori. Questo effetto si chiama dispersione ed è dovuto al fatto che il segnale radio passa attraverso a del plasma. Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino

Il lampo radio più veloce della galassia

Il 28 aprile 2020 è stato rilevato, per la prima volta, un Fast Radio Burst (Frb) di origine galattica. La scoperta è stata riportata in tre articoli pubblicati su Nature. Sorprendentemente, insieme al lampo radio sono stati rilevati anche lampi X e gamma. La scoperta è stata fatta e compresa mettendo insieme le osservazioni di più telescopi spaziali e terrestri. Il nome “raffiche radio veloci” è una buona descrizione del fenomeno: raffiche luminose di onde radio con durate su scala del millisecondo. Scoperti per la prima volta nel 2007, la loro natura di breve durata rende particolarmente difficile individuarli e determinare la loro posizione nel cielo. Questo Frb è il primo per il quale sono state rilevate emissioni diverse dalle onde radio, il primo a essere trovato nella Via Lattea e il primo a essere associato a un residuo stellare chiamato magnetar, dimostrando che le magnetar possono guidare gli Frb. Per l’occasione, Media Inaf intervistò l’attuale Presidente Marco Tavani. Pubblicazioni di riferimento: Nature 587, 54–58 (2020)Nature 587, 59–62 (2020)Nature 587, 63–65 (2020).

L’Inouye Solar Telescope ha prodotto l’immagine a più alta risoluzione della superficie del Sole mai ottenuta. In questa foto, ripresa a 789 nm, si possono distinguere vedere per la prima volta dettagli di 30 km di dimensioni. L’immagine copre un’area quadrata di 36500 km di lato. Crediti: Nso/Aura/Nsf

Sulla superficie del Sole

Questa è l’immagine del Sole con la più alta risoluzione mai scattata dalla Terra, catturata dal telescopio solare più grande del mondo, il nuovo Daniel Ken Inouye Solar Telescope (Dkist), collocato a oltre 3000 metri di quota in cima al vulcano Haleakala a Maui, nelle isole Hawaii. L’immagine mostra la superficie solare con un incredibile livello di dettaglio, a una risoluzione mai raggiunta prima. Le osservazioni rivelano un complesso motivo disegnato dal plasma “in ebollizione” che ricopre l’intera fotosfera. Le componenti elementari di questo schema ripetuto sono celle convettive, ciascuna di dimensioni di circa 1000 chilometri, prodotte dai violenti moti di plasma che trasportano energia dall’interno del Sole alla sua superficie. Il plasma caldo sale al centro di queste celle, chiamate granuli, raffreddandosi ed espandendosi durante la risalita, per poi ridiscendere verso l’interno in “corridoi” di plasma più freddi posizionati al bordo dei granuli, dove appaiono meno luminosi a causa della temperatura più bassa.

Il cielo solcato dalle scie dei satelliti. Crediti: Rafael Schmall

Il cielo sfregiato

Le scie luminose dei satelliti in movimento solcano questa fotografia di una stella. Diverse aziende stanno lanciando migliaia di satelliti in orbita per fornire alle persone di tutto il mondo l’accesso a Internet. Se da una parte questo sembra essere un beneficio per l’umanità, gli scienziati che studiano il cielo si stanno preoccupando per come la luce solare riflessa dai satelliti interferirà con le osservazioni. Media Inaf ha scritto diversi approfondimenti in merito.

Per saperne di più: