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Venerdì, Luglio 28, 2017
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MAVEN: la missione Nasa per l'atmosfera di Marte,gli antichi anelli di Saturno e le più giovani stelle finora scoperte


Quando si naviga con una bussola è possibile orientarsi grazie al campo magnetico globale della Terra. Ma su Marte, se si dovesse andare in giro con una bussola sarebbe puntare a casaccio da una anomalia ad un altro, in quanto il pianeta rosso non possiede una magnetosfera globale. L’obiettivo di MAVEN, una missione della NASA il cui lancio si prepara per la fine del 2013, è studiare la storia della perdita di gas atmosferici dal pianeta rosso attraverso il tempo, dovuta secondo i ricercatori proprio a questa mancanza di un forte scudo magnetico. Misurando l’attuale tasso  di fuga dei gas verso lo spazio, gli scienziati saranno in grado di dedurre come l’atmosfera del pianeta si è evoluta.

La missione Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN), di cui la NASA illustra i dettagli in questi giorni, inizierà il suo viaggio verso il Pianeta Rosso alla fine di quest’anno. La missione avrà a bordo tra l’altro un sensibile strumento per la misurazione del campo magnetico costruito e testato da un team della NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland.

Il magnetometro di MAVEN servirà ad indagare ciò che resta dello scudo magnetico del pianeta rosso. Svolgerà un ruolo chiave nello studio l’atmosfera del pianeta e le interazioni con il vento solare, contribuendo così a chiarire perché un pianeta che una volta si pensava avere abbondanza di acqua allo stato liquido è diventato un deserto ghiacciato

“Il magnetometro Maven è la chiave per svelare la natura delle interazioni tra il vento solare e il pianeta”, ha spiegato il principal investigator di MAVEN Bruce Jakosky  dell’Università del Colorado a Boulder.

Il magnetometro misurerà il campo magnetico del pianeta attraverso una serie di bobine, ciascuna contenente un anello magnetico avvolto intorno ad un nucleo di metallo. I sensori sono portati sopra e sotto il livello di saturazione dai campi magnetici che vengono loro applicati. Se non c’è campo magnetico ambientale, i sensori rimarranno  bilanciati. Se invece è presente, i sensori andranno in saturazione più rapidamente in una direzione rispetto all’altra e lo squilibrio che rivelerà la presenza di un campo ambientale.

“Un magnetometro è come una bussola elettronica”, ha detto Jack Connerney, missione co-ricercatore a Goddard. “Ma si misura la forza, oltre che la direzione del campo magnetico.”

L’importanza di studiare il campo magnetico del pianeta ha le sue radici nella teoria che Marte abbia perso il suo campo magnetico globale molti anni fa, lasciando così indifesa l’atmosfera, e consentendo al vento solare di spazzarla via e inaridire il pianeta.

A differenza del campo magnetico globale terrestre, che circonda l’intero pianeta, Marte ha solo macchie di campo magnetico sparse sulla crosta. Questo può creare sacche di atmosfera che sono protette contro il vento solare. Misurando le sezioni del campo magnetico del pianeta, il magnetometro potrebbe aiutare gli scienziati a creare un quadro più ampio dell’atmosfera generale del pianeta.

“Il magnetometro ci aiuterà a vedere dove l’atmosfera è protetta da una mini-magnetosfera e dove è aperta al vento solare”, ha detto Connerney. “Siamo in grado di studiare l’impatto del vento solare“.

La sonda entrerà in orbita e passerà vicino alla superficie del pianeta per poi allontanarsi e studiare il vento solare al di là dell’influenza del pianeta.

Il magnetometro è uno strumento molto sensibile, quindi i tecnici devono lavorare per assicurare che lo strumento accidentalmente non misuri il campo magnetico della sonda al posto di quello del pianeta.

“Dobbiamo fare i salti mortali per essere sicuri che i campi magnetici del veicolo spaziale siano ridotti al minimo”, ha detto Jakosky. “Stiamo lavorando duramente per costruire una navicella spaziale molto ‘ pulita magneticamente ‘ in grado di soddisfare le nostre esigenze per quanto riguarda il magnetometro.”

Il viaggio di MAVEN verso Marte durerà 10 mesi, e la sonda andrà in orbita attorno al pianeta nel mese di settembre 2014.

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Sono lì, bellissimi e maestosi, a fare da corona Saturno, il secondo più grande pianeta del Sistema solare. E da quando la sonda Cassini si è inserita nella sua orbita, nel 2004, sono anche uno dei suoi principali obiettivi scientifici. Grazie a Cassini abbiamo scoperto molto sul complesso sistema di anelli di Saturno, come il fatto che quelli della fascia A e B  sono composti quasi totalmente da ghiaccio d’acqua. Un risultato ottenuto grazie al contributo fondamentale dello spettrometro VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer), uno degli strumenti a bordo della sonda Cassini di cui l’Agenzia Spaziale Italiana ha fornito il canale VIS, mentre l’Istituto Nazionale di Astrofisica partecipa all’utilizzo scientifico dei dati prodotti.

Ed è ancora VIMS il protagonista delle ultime approfondite indagini condotte sugli anelli e sulle lune di Saturno. Indagini che mostrano come essi siano composti di materiali che, seppure alterati in superficie da depositi relativamente recenti di pulviscolo e dall’interazione con le particelle magnetosferiche, hanno età risalenti ad oltre 4 miliardi di anni fa.

“Studiare il sistema di Saturno ci aiuta a capire l’evoluzione chimica e fisica del nostro Sistema solare”, dice Gianrico Filacchione, dell’INAF-IAPS, primo autore dello studio recentemente pubblicato online sul sito della rivista Astrophysical Journal. “Ora sappiamo che per comprendere questa evoluzione è necessario non solo analizzare singolarmente una luna o un anello, ma piuttosto riuscire a collegare in modo coerente le varie relazioni che legano questi corpi celesti. Per questo motivo abbiamo comparato tra loro le proprietà spettrali degli anelli principali, delle 7 lune maggiori (Mimas, Encelado, Teti, Dione, Rea, Iperione, Giapeto) e delle 7 lune minori (Prometeo, Pandora, Giano, Epimeteo, Calipso, Telesto, Helene e Febe). La nostra indagine è un altro importante risultato ottenuto grazie all’infaticabile attività di VIMS, che finora ha inviato a Terra oltre 250.000 immagini iperspettrali, per un totale di oltre 140 gigabyte di dati, e del team INAF che ne cura il supporto scientifico”.

L’analisi dei dati raccolti da VIMS ha permesso di ricostruire la distribuzione del ghiaccio d’acqua e di altri composti chimici attraverso i loro colori caratteristici, mostrando come nella luce visibile le colorazioni degli anelli e delle lune siano dovute a depositi superficiali di pulviscolo e materiali organici mentre le analisi nella banda infrarossa hanno confermato che il ghiaccio d’acqua ha una distribuzione sostanzialmente uniforme attraverso tutto il sistema di Saturno. Per gli scienziati  è la prova che il ghiaccio d’acqua, il principale costituente di questa popolazione, sia conseguenza della composizione originale del disco protoplanetario da cui questi oggetti si sono formati all’alba del Sistema solare.

E i ricercatori sono certi che il ghiaccio d’acqua rilevato sia davvero così antico perché Saturno orbita attorno al Sole oltre la cosiddetta “linea della neve”, che divide la zona interna del Sistema solare – più calda, dove i ghiacci e altri elementi volatili di dissipano per effetto dell’irraggiamento del Sole – dalla regione più esterna e fredda, dove i ghiacci rimangono sostanzialmente inalterati.

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Questa graziosa spolverata di stelle blu brillanti è l’ammasso NGC 2547, un gruppo di stelle di recente formazione nella costellazione australe della Vela. L’immagine è stata ottenuta dal WFI (Wide Field Imager) sul telescopio da 2,2 metri dell’MPG/ESO all’Osservatorio di La Silla in Cile.

L’Universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Anche la nostra galassia, la Via Lattea, ha una veneranda età – alcune delle sue stelle hanno più di 13 miliardi di anni. Nonostante ciò è ancora molto attiva: nuovi oggetti si formano e altri vengono distrutti. In questa immagine si possono vedere alcuni dei più recenti arrivi, le giovani stelle che formano l’ammasso NGC 2547.

Ma queste stelle sono veramente dei giovanotti su scala cosmica? Anche se la loro esatta età è incerta, gli astronomi stimano che NGC 2547 abbia dai 20 a 35 milioni di anni, cioè non tanto giovane, dopo tutto. Ma il nostro Sole ha circa 4600 milioni di anni e non ha ancora raggiunto la mezz’età. Ciò significa che se si pensa al Sole come una persona di 40 anni, le stelle brillanti nell’immagine sono infanti di tre mesi.

La maggior parte delle stelle non si formano in isolamento, ma negli ammassi ricchi, con dimensioni che vanno da diverse decine a diverse migliaia di stelle. Se NGC 2547 contiene molte stelle calde che risplendono di blu brillante, un segno inequivocabile di gioventù, se ne possono trovare anche alcune, gialle o rosse, che sono già evolute fino a diventare giganti rosse. Gli ammassi stellari aperti come questo hanno vite relativamente brevi, dell’ordine di parecchie centinaia di milioni di anni, prima di disintegrarsi e lasciare che le stelle componenti si allontanino.

Gli ammassi sono oggetti chiave per gli astronomi che studiano come le stelle evolvono durante la loro vita. I membri di un ammasso sono nati tutti dallo stesso materiale e circa nello stesso momento, rendendo più semplice la determinazione degli effetti delle altre proprietà stellari.

L’ammasso stellare NGC 2547 si trova nella costellazione australe della Vela, circa 1500 anni luce dalla Terra, ed è abbastanza brillante per essere visibile facilmente con un binocolo. È stato scoperto nel 1751 dall’astronomo francese Nicolas-Louis de Lacaille durante una spedizione astronomica al Capo di Buona Speranza in Sud Africa, usando un telescopio molto piccolo, di meno di due centimetri di apertura.

Tra le stelle brillanti di questa immagine si vedono molti altri oggetti, specialmente nell’ingrandimento. Molti sono stelle più deboli o più distanti nella Via Lattea, ma alcuni, che appaiono estesi e sfuocati, sono galassie, a milioni di anni luce dalle stelle nel campo di vista.

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