La fine di una stella dipende dalla sua massa. Le stelle molto massicce terminano la loro vita in una immane esplosione di supernova, nel corso della quale per un periodo di qualche settimana viene emessa una quantità di energia paragonabile a quella prodotta dalle stelle di un’intera galassia. A seguito di questo fenomeno, a secondo della massa dal collasso delle regioni centrali della stella, si forma un buco nero o una stella di neutroni. Stelle più piccole, come ad esempio il nostro Sole, non subiscono una fine così violenta, ma si trasformano in oggetti molto densi, denominati nane bianche, in cui la maggior parte della massa originaria della stelle è racchiusa in una sfera di diametro analogo a quello della Terra, e costituiti per lo più da carbonio e in minor misura ossigeno. In questi oggetti esotici  non hanno più luogo le reazioni di fusione termonucleare, per cui inizia un lento e inarrestabile raffreddamento.

Osservazioni spettroscopiche della stella azzurra indicata dalla freccia e di un altro oggetto simile hanno permesso di scoprire una classe di nane bianche finora sconosciuta.

Adesso, un gruppo di astronomi delle Università di Warwick, nel Regno Unito, e di Kiel, in Germania, grazie all'analisi di un database astronomico dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ha scoperto due nane bianche con una notevole abbondanza di ossigeno nelle loro atmosfere.

Battezzati, rispettivamente, con le sigle SDSS 0922+2928 e SDSS 1102+2054, i due oggetti distano dalla Terra circa 400 e 220 anni luce e sono ciò che resta di stelle abbastanza massicce arrivate al termine del loro ciclo evolutivo, che hanno cioè esaurito tutto il loro combustibile nucleare.

Secondo i modelli teorici, le stelle di massa compresa tra circa 7- e 10 volte quella del Sole, una volta consumato tutto il proprio idrogeno, l'elio e il carbonio, giungono al termine del proprio ciclo vitale in forma di nane bianche con nuclei molto ricchi di ossigeno e neon, oppure esplodono come supernove e collassano in stelle di neutroni.

Queste così elevate abbondanze di ossigeno osservate nei due oggetti implicano che si tratta di nane bianche peculiari di un tipo finora sconosciuto, che probabilmente discendono dalle progenitrici più massicce di questa classe di stelle. Ulteriori osservazioni spettroscopiche, già programmate, potrebbero confermare o meno la presenza di neon in queste due stelle, un elemento che si forma a seguito della fusione termonucleare tra un nucleo di ossigeno ed uno di elio.

Da circa 60 anni è noto che il Sole contiene una bassa abbondanza di litio, mentre altre stelle di tipo solare ne contengono quantità maggiori. Finora questa discrepanza non aveva trovato una spiegazione. Il litio è un elemento chimico (Li) con  numero atomico 3 ed è il più leggero degli elementi solidi.

Adesso, un gruppo di astronomi europei, dopo un lungo e paziente lavoro di osservazione di stelle con caratteristiche simili a quelle del Sole, ha scoperto che la maggior parte delle stelle attorno a cui orbitano dei pianeti extrasolari possiede meno dell’1% del litio presente in quelle non dotate di pianeti.

Questa scoperta fa luce non solo sulla scarsità di questo elemento nel Sole, ma fornisce un potente strumento per scoprire stelle attorno alle quali è presente un sistema planetario.

Immagine artistica di un disco di materia circumstellare protoplanetario. Un recente studio dimostra che stelle attorno a cui orbitano dei pianeti, come nel caso del Sole, hanno un’abbondanza di litio molto inferiore a quella presente in stelle “solitarie”. Un potente strumento per la scoperta di esopianeti.

Oggetto dello studio sono state circa 500 stelle, 70 delle quali dotate di pianeti. Ebbene, il risultato è stato che le stelle di tipo solare attorno a cui orbitano dei corpi planetari mostrano di aver distrutto il litio in maniera molto più efficace rispetto a quelle “solitarie”. Le stelle povere di litio devono possedere quindi un meccanismo molto efficiente nel distruggere questo elemento che hanno ereditato alla loro nascita. Utilizzando il grande campione di stelle che sono state osservate, è stato possibile dimostrare che la ragione di questa diminuzione nell’abbondanza di questo elemento leggero non è correlata ad alcuna proprietà intrinseca della stella, come ad esempio la sua età.

A differenza di altri elementi meno pesanti del ferro, i nuclei di litio, berillio e boro non sono prodotti in quantità significative all’interno delle stelle. Riguardo al litio, il cui nucleo è formato da 3 protoni e 4 neutroni, si pensa che si sia originato in gran parte appena dopo il Big Bang, circa 13,7 miliardi di anni fa. La stragrande maggioranza  delle stelle dovrebbe quindi avere la stessa abbondanza di litio, a meno che questo elemento non sia stato distrutto da qualche processo particolare. Adesso, i risultati di questo studio, pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature del 12 novembre, mostrano che esiste una stretta correlazione tra la presenza di pianeti e la scarsa abbondanza di litio nella stella attorno a cui orbitano, anche se non è ancora chiaro quale possa essere il meccanismo fisico che è all’origine di ciò. Esistono molti modi per cui un pianeta può disturbare i moti della materia all’interno di una stella compagna, contribuendo forse alla redistribuzione dei vari elementi chimici che la compongono, e probabilmente alla conseguente distruzione del litio. E’ adesso compito dei teorici venire a capo di questo problema.

Da oltre 10 anni si cercava di trovare una qualche caratteristica che distinguesse le stelle con pianeti da quelle senza, adesso è chiaro che l’abbondanza di litio è una di queste. Ciò faciliterà la scoperta di altri pianeti extrasolari.

Nel corso del suo terzo ed ultimo flyby su Mercurio, avvenuto lo scorso 29 settembre,  la sonda Messenger ci ha offerto una visione quasi completa della superficie del pianeta e fornito nuove conoscenze scientifiche su questo mondo relativamente sconosciuto.
Nonostante un problema di funzionamento degli strumenti di bordo, prontamente risolto, la camera ad alta risoluzione e gli altri strumenti della sonda hanno svelato un altro 6% della superficie di Mercurio, una regione mai vista prima ad una distanza così ravvicinata. Adesso, disponiamo di immagini ad alta risoluzione di circa il 98% della superficie di questo pianeta.
Le nuove immagini, nonostante le ridotte dimensioni della nuova area (una strisciata di circa 560 km della regione equatoriale) hanno riservato nuove sorprese. Tra  le interessanti morfologie superficiali riscontrate durante il terzo flyby c’è una regione molto chiara (in alto a destra nell’immagine in basso) che circonda una depressione irregolare di sospetta origine vulcanica. Probabilmente, si tratta del materiale espulso recentemente da una violentissima eruzione di tipo piroclastico. Nella stessa immagine  (in basso a sinistra) è chiaramente visibile un bacino da impatto con un doppio anello il cui diametro è di circa 290 km.

Una delle immagini riprese dalla sonda Messenger durante il suo terzo ed ultimo flyby di Mercurio, in cui è visibile una regione della superficie del pianeta finora sconosciuta..

Ma il risultato più interessante è stato quello ottenuto da uno degli strumenti della sonda che durante il flyby ha osservato la sottile esosfera del pianeta, rivelando come questa vari in funzione della distanza del pianeta dal Sole.
Mentre nel corso dei primi due flyby la coda di sodio neutro era molto estesa,  adesso appariva circa 20 volte meno intensa e molto ridotta in misura. Questo comportamento è legato alle variazioni della pressione di radiazione solare al variare della distanza del pianeta dalla nostra stella, a testimonianza che l'esosfera di Mercurio è tra le più dinamiche del Sistema Solare.

Immagine della tenue atmosfera di Mercurio, formata da atomi di sodio, come era nell’ottobre 2008, durante il secondo flyby, e come appariva alla fine dello scorso settembre. La pressione della radiazione solare “soffia via” la sottilissima coltre di gas che circonda il pianeta, producendo un fenomeno simile a quello di una coda cometaria.

Inoltre, il calcio ed il magnesio presentano delle variazioni stagionali diverse da quelle del sodio, un comportamento che non è stato ancora completamente compreso. Lo studio dei cambiamenti stagionali di tutti i componenti della sottilissima atmosfera del pianeta fornirà informazioni chiave sull'importanza relativa dei processi che generano, sostengono e modificano il tenue inviluppo di gas che circonda Mercurio. Il terzo flyby ha inoltre rivelato nuove informazioni sulle abbondanze di ferro e titanio sulla superficie del pianeta.
La sonda ha completato quasi tre quarti del suo lunghissimo viaggio interplanetario di poco meno di 8 miliardi di chilometri, prima di entrare in orbita polare attorno a Mercurio nel marzo 2011.

La sonda Cassini, che da più di 5 anni sta esplorando il sistema di Saturno, lunedì scorso ha effettuato il passaggio più ravvicinato al  satellite Enceladus, immergendosi nei pennacchi di vapore d’acqua ghiacciato che fuoriescono dalla superficie di questa misteriosa luna. I dati raccolti, una volta esaminati, potrebbero consentire di rilevare molecole organiche relativamente complesse frammiste al materiale eiettato nello spazio.

I geyser di Enceladus, emessi da lunghe fenditure  presenti sulla superficie della regione polare meridionale, furono scoperti dalla sonda  Cassini nel 2005. Le cause che sono all'origine di questi pennacchi sono ancora in discussione, ma c'è la sensazione che sotto uno strato di ghiaccio superficiale relativamente spesso sia presente dell’acqua liquida, un ambiente potenziale per l’eventuale sviluppo di una qualche forma di vita a livello batterico.

Immagine di Enceladus ottenuta lo scorso 2 novembre dalla sonda Cassini mentre si stava avvicinando al satellite saturniano, prima di attraversare il getto di vapore ghiacciato ad un’altezza dalla superficie di soli 100 km.

Finora, la Cassini aveva mantenuto una prudente distanza dalla parte più densa del pennacchio, volando a non più di 260 chilometri dalla superficie del satellite, ma i responsabili  della missione hanno ora cambiato politica, dopo aver stabilito che i minuscoli granelli  di ghiaccio che formano gli estesi pennacchi non rappresentano un pericolo per la sonda per i suoi strumenti.
Lunedì scorso la sonda è arrivata a soli 100 chilometri dal polo sud di Enceladus, laddove i giganteschi “spruzzi” ghiacciati fuoriescono dalle cosiddette “strisce di tigre”, famose strutture morfologiche superficiali della luna che sono localizzate in corrispondenza delle lunghe fratture. L’enorme mole di dati raccolta nel corso di questi passaggi è ancora in fase di trasmissione alle stazioni di terra, con la speranza, una volta che saranno analizzati, di poter trovare qualcosa di inatteso e finora sconosciuto.
Dato che il pennacchio è più denso avvicinandosi alla superficie, l'ultima “immersione” potrebbe rivelare molecole finora non scorte ad altezze maggiori, comprese quelle che potrebbero denunciare un accenno alla presenza di una qualche forma di vita microbica.
Recenti misure basate sul rapporto delle abbondanze di alcuni isotopi indicano che la composizione di Enceladus è stranamente simile a quella delle comete. Ciò farebbe pensare che questa luna saturniana potrebbe non essersi formata nei pressi di Saturno ma in regioni più esterne del nostro sistema planetario.
Nel prossimo aprile 2010 la Cassini potrebbe effettuare un tuffo ancora più profondo, ma senza utilizzare i propulsori di bordo, in modo da misurare con estrema precisione l'effetto gravitazionale della luna sulla sonda, permettendo così di determinare molto accuratamente la sua massa.

GRB 090423 è la sigla cui è stato denominato un lampo gamma (Gamma Ray Burst, GRB) osservato lo scorso 23 aprile in direzione della costellazione del Leone dal telescopio spaziale Swift e che durò circa 20 secondi.

La sua importanza scientifica risiede nel fatto che è risultato essere il lampo con il più elevato valore di spostamento verso il rosso (z=8,2) e pertanto è il più distante e il più lontano nel tempo che si fosse mai osservato. Superando inoltre qualsiasi altro oggetto celeste fino ad oggi noto.

Tale valore di z indica che il lampo si verificò quando l'età dell'Universo era di circa 630 milioni di anni, meno del 5% di quella attuale, e che avvenne a circa 13,03 miliardi di anni luce di distanza da noi.

Rappresentazione artistica di un’esplosione di raggi gamma.

Molto probabilmente si è trattato della morte di una stella, e della conseguente nascita di un buco nero, in una delle più antiche generazioni stellari dell’Universo.

I lampi di raggi gamma sono le esplosioni più luminose nell’Universo. La maggior parte si verifica quando stelle di grande massa terminano il combustibile nucleare. Nel momento in cui il nucleo  stellare collassa in un buco nero o in una stella di neutroni, getti di materia si fanno strada attraverso la stella provocando la sua esplosione. Questi getti di materia a velocità quasi relativistiche colpiscono il gas precedentemente espulso dalla stella e lo riscaldano in brevissimo tempo, producendo bagliori di breve durata, visibili in molte lunghezze d’onda.

Da anni gli astronomi erano a caccia di lampi di raggi gamma provenienti dalle prime generazioni di stelle, fallendo misteriosamente nel tentativo. La scoperta di GRB 090423 ha rappresentato perciò un’importante tappa di avvicinamento nella ricerca tesa a localizzare esplosioni che abbiano uno spostamento verso il rosso compreso tra 10 e 20.

Entro tre ore dal lampo del 23 aprile,  un gruppo di astronomi inglesi, usando l’United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) dell’Osservatorio di Mauna Kea (Hawaii), ha riferito di avere rilevato una sorgente infrarossa  nella posizione indicata da Swift. Questa esplosione fornisce una visione senza precedenti dell’era in cui l'Universo era molto giovane e si apprestava a subire grandi cambiamenti. Il buio primordiale era stato appena interrotto dalla luce delle prime stelle e le prime galassie si stavano formando. La stella che è esplosa in questo evento era un membro delle stelle della prima generazione.
Adesso, grazie alla combinazione dei dati ottenuti con il Very Large Array (VLA) - un sistema di 27 enormi antenne radio paraboliche del diametro di 26 metri ciascuna, disposte lungo 3 assi ciascuno lungo 21 km, a formare una gigantesca Y, nel deserto del New Mexico -   e di quelli X e infrarossi provenienti da telescopi orbitanti e situati a terra, è stato possibile concludere che l’evento è stato il più energetico dei principali GRB finora osservati, e che l’esplosione, di forma pressoché sferica, ha dato origine a un tenue quanto uniforme involucro gassoso in espansione rapida.

Esiste il fondato sospetto che le prime stelle dell'universo fossero molto diverse da quelle attuali: notevolmente più massicce, più calde e più brillanti, ed il modo migliore per distinguere queste stelle così distanti è studiare la loro morte violenta, come supernova o GRB.
Adesso si è in attesa del completamento, previsto per il 2012, dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), e dell’Expanded Very Large Array (EVLA) che consentiranno ulteriori osservazioni di GRB molto distanti e antichi.