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Venerdì, Novembre 24, 2017
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La scoperta del bosone di Higgs, la stella nascente nel sistema di Orione e la prima donna italiana nello spazio


Il bosone di Higg esiste. O meglio è stata trovata una particella che sembra proprio essere il bosone di Higgs. L’annuncio viene dal CERN di Ginevra e rappresenta una tra le scoperte più importanti della fisica moderna. Il  bosone di Higgs era stata previsto 50 anni fa dallo scienziato Peter Higgs. Ma da allora nessuna certezza sulla sua reale esistenza. C’è voluto l’acceleratore di particelle LHC per ricreare le condizioni necessarie a far comparire una particella come questa. La scoperta conferma la validità dei modelli teorici utilizzati per spiegare l’esistenza e il comportamento delle particelle conosciute. Modelli nei quali il bosone di Higgs entra perfettamente. Inoltre ci dice perché particelle come un protone o un neutrone hanno massa. Tutto nasce dal fatto che si muoverebbero in un mare di bosoni di Higgs che ne rallentano gli spostamenti. Risultato: le particelle sembrano pesanti, quindi sembrano dotate di massa. Più o meno quello che accade quando camminiamo in mare, con l’acqua sino alle gambe. Facciamo più fatica a muoverci e ci sentiamo e sembriamo più pesanti. Altre particelle come i fotoni riescono invece a nuotare come pesci in questo mare e quindi appaiono prive di massa. Detto così sembra tutto risolto ma in realtà siamo solo all’inizio. Il prossimo passo sarà studiare meglio le caratteristiche del bosone di Higgs per poi perfezionare i modelli teorici che descrivono il comportamento di tutte le particelle. Perché solo capendo a fondo ciò che accade nel mondo microscopico sarà possibile comprendere ciò che è avvenuto ed avverrà nell’evoluzione del nostro Universo.


Una rara visione dei potenti fenomeni che accompagnano la formazione di una stella nuova è stata ottenuta combinando i dati provenienti da un tris di telescopi a raggi X,  il satellite Chandra della Nasa, XMM-Newton dell’ESA e il satellite giapponese Suzaku. Lo studio basato su queste osservazioni indica che intensi campi magnetici conducono torrenti di gas nella superficie stellare, dove riscaldano ampie aree a milioni di gradi. I raggi X emessi da questi punti caldi sono il segno della rapida rotazione della stella appena nata.

Gli astronomi avevano scoperto una giovane stella, conosciuta come V1647 Orionis nel gennaio del 2004, quando era vicina al picco di un’esplosione. Quest’ultima ha illuminato a tal punto la stella da far brillare una zona conica di polvere circostante, ora conosciuta come Nebulosa McNeil. Sia la stella che la nebulosa si trovano a circa 1.300 anni luce di distanza nella costellazione di Orione. Gli astronomi hanno subito constatato come V1647 Ori fosse una protostella, una giovane stella in parte ancora avvolta nella nuvola da cui è nata. “Sulla base degli studi a raggi infrarossi, abbiamo il sospetto che questa protostella non abbia più di un milione di anni, e probabilmente molti di meno”, ha detto Kenji Hamaguchi, un astrofisico della NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, e autore principale dello studio.

Le protostelle non hanno ancora sviluppato la capacità di generazione di energia che caratterizza una stella normale, come il Sole, che fonde l’idrogeno in elio nel suo nucleo. Per V1647 Ori, questa fase avverrà tra milioni di anni. Fino ad allora, la protostella emetterà luce grazie all’energia termica liberata dai gas che continuano a cadere su di essa, molti dei quali hanno origine in un disco rotante circumstellare.

La massa di Ori V1647 è probabilmente attorno all’8 per cento di quella del Sole, ma la sua bassa densità la dilata fino a raggiungere dimensioni cinque volte superiori. Misurazioni a infrarossi mostrano che la maggior parte della superficie della stella ha una temperatura intorno ai 3.500 gradi centigradi, quindi circa un terzo più fredda del Sole. Tuttavia, durante l’esplosione del 2003, la luminosità a raggi X della protostella aumentò fino a 100 volte e la temperatura dei suoi raggi X raggiunse circa 50 milioni di gradi. Una nuova eruzione è iniziata nel 2008 e continua ancora oggi.

Durante le esplosioni, le variazioni di luminosità a lunghezza d’onda ottica e infrarossa potrebbero essere rappresentate da cambiamenti nella principale fonte di energia della protostella, l’afflusso della materia sulla stella. “V1647 Ori ci ha dato la prima prova diretta che una protostella allenti la sua attività a raggi X in proporzione all’aumento della sua massa”, ha detto il co-autore Nicolas Grosso, un astrofisico del Centro nazionale francese per la Ricerca Scientifica (CNRS) a Strasburgo Osservatorio Astronomico.

Per esplorare il processo di emissione in dettaglio e identificare dove abbiano orgine i raggi X, se sulla stella o sul disco, gli scienziati hanno ri-analizzato tutte le osservazioni di V1647 Ori da tre satelliti a raggi X: appunto Chandra, Suzaku e XMM- Newton.

Nel numero del 20 luglio del The Astrophysical Journal, il team descrive forti somiglianze tra 11 diverse curve di luce a raggi X che hanno permesso loro di individuare variazioni cicliche dell’emissione X. Sorprendentemente, questi segnali periodici stabiliscono che la stella è in rotazione una volta al giorno. V1647 Ori è tra le più giovani stelle il cui tasso di rotazione è stato determinato utilizzando un tecnica di base di raggi X.

“Considerando che V1647 Ori è circa cinque volte la dimensione del sole, la rapida rotazione conferma che si sta osservando un oggetto stellare giovane che sta acquistando il suo autocontrollo”, ha detto il co-autore Joel Kastner, professore di scienze astronomiche e tecnologia al Rochester Institute of Technology di New York.

I cambiamenti ciclici dei raggi X rappresentano l’apparizione e la scomparsa di regioni calde sulla stella che ruotando finiscono ora fuori e ora dentro al nostro campo visivo. Il modello che meglio concorda con le osservazioni, dicono i ricercatori, prevede due punti caldi di diversa luminosità sui lati opposti della stella.

Sette astronauti al volo e la prima donna italiana nello spazio. All’Agenzia Spaziale Italiana si celebra la storia recente dello spazio italiano, quella riguardante il volo umano. L’occasione è l’annuncio della missione spaziale di Samantha Cristoforetti, prima astronauta donna italiana, seconda europea dopo la francese Claudie Haigneré, a compiere una missione con destinazione la Stazione Spaziale Internazionale.

La missione della Cristoforetti, della durata di sei mesi, è previsto per la fine del 2014 e farà seguito a quello dell’anno precedente del collega Luca Parmitano, selezionato anche lui nel 2009 dall’ESA e destinato a volare nel maggio del prossimo anno. Sono entrambi piloti dell’Areonautica Militare, come anche Roberto Vittori che con Paolo Nespoli completa il team dei quattro astronauti italiani in attività. Roberto Vittori inoltre, ha annunciato il Presidente dell’ASI Enrico Saggese, andrà a Washington a rappresentare l’ASI e l’ESA nei rapporti con la NASA, pur mantenendo le sue funzioni operative.

E se l’astronauta Cristoforetti si dice convinta che adesso si apra “la fase più difficile di un percorso iniziato tre anni fa, fin qui vissuto con passione ma anche senza la pressione che deriva dall’assegnazione ad un volo”, il Presidente Saggese sottolinea come la Stazione Spaziale Internazionale rappresenti un investimento per il nostro paese, motivo per cui ASI ha deciso di investire 30 milioni di euro l’anno in attività collegate. “Non solo astronauti, ma sperimentazione e ritorni per il nostro paese, anche se non abbiamo finito le opportunità di volo che il nostro contributo alla realizzazione della ISS ci ha permesso. La Stazione potrebbe avere un futuro ben più lungo di quello che attualmente è previsto e l’accesso alla ISS con vettori privati renderebbe più ‘economico’ accedervi, permettendoci di poter continuare ad avvalerci di questa fondamentale infrastruttura spaziale”.

L’annuncio del lancio del Capitano Cristoforetti coincide con i 20 anni dal volo di Franco Malerba, primo astronauta italiano a raggiungere lo spazio con la missione STS-46 Atlantis. Dopo di lui, nel 1996, è stata la volta di Maurizio Cheli e Umberto Guidoni, rispettivamente mission specialist e payload specialist della missione STS-75 Columbia. Nel 2001, a bordo della STS-100 dell’Endeavour, Guidoni è stato anche il primo astronauta europeo a abitare la Stazione Spaziale Internazionale. Il Col. Roberto Vittori, con all’attivo 35g 12h 26m di permanenza nello spazio, è stato il primo astronauta europeo a conseguire la qualifica di comandante della Soyuz, raggiungendo per ben tre volte l’ISS: nel 2002 con la Soyuz TM-34, nel 2005 con la Soyuz TMA-6, e nel 2011 con la missione STS-134 Endeavour. Il record di permanenza sulla Stazione spetta, però, all’ing. Paolo Nespoli, due volte nello spazio con l’STS-120 Discovery nel 2007 e la missione di lunga durata Soyuz TMA-20 nel 2010. Missione, quest’ultima, analoga a quella che verrà effettuata nel 2013 da Luca Parmitano, al suo primo viaggio nello spazio verso il laboratorio spaziale.



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