Un gruppo di ricerca internazionale ha ottenuto la prima conferma con osservazioni ad alta risoluzione di un fenomeno finora solo ipotizzato nelle previsioni teoriche: le onde gravitazionali nate dalla fusione di due buchi neri hanno prodotto un “effetto rinculo” che ha spinto il nuovo buco nero supermassiccio fuori dal centro della sua galassia.
A 8 miliardi di anni luce da noi c’è un buco nero supermassiccio che si sta allontanando dal centro della sua galassia. Un comportamento del tutto insolito che ha comprensibilmente attirato l’attenzione degli studiosi, e che ha trovato ora una spiegazione accurata grazie al lavoro di un gruppo internazionale di ricerca guidato da Gianluca Castignani (Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi”, Università di Bologna e INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica) e Takahiro Morishita (California Institute of Technology e Space Telescope Science Institute).


In due articoli pubblicati su Astronomy & Astrophysics Letters e su The Astrophysical Journal, gli studiosi riportano forti evidenze che da un lato che il buco nero supermassiccio è nato dalla fusione di due galassie e dei loro rispettivi buchi neri, e dall’altro che le onde gravitazionali generate da questo evento hanno “calciato” il nuovo buco nero spingendolo, con una sorta di “effetto rinculo”, fuori dal
centro della galassia. Questo buco nero supermassiccio, “calciato” fuori dal centro della galassia, si trova all’interno di una potente sorgente radio extra-galattica, il quasar 3C 186.
“È la prima conferma con osservazioni ad alta risoluzione di questo tipo di effetto generato dalle onde gravitazionali”, spiega Castignani. “I risultati che abbiamo ottenuto sono straordinariamente in linea con le previsioni teoriche e offrono nuovi importanti elementi per la nostra comprensione dell’evoluzione dei buchi neri supermassicci e della formazione delle strutture a grande scala nell’universo, oltre ad aprire nuove prospettive per l’utilizzo delle prossime generazioni di radiotelescopi”.


Gli eventi di fusione delle galassie sono uno dei meccanismi fondamentali che regolano la crescita delle galassie e l'evoluzione dei buchi neri supermassicci. Quando avvengono, i buchi neri al centro delle galassie si fondono, creando uno dei fenomeni più energetici possibili nell'universo: una quantità enorme di energia viene rilasciata sotto forma di onde gravitazionali, le quali sono capaci di generare delle increspature nel "tessuto" dello spaziotempo. Le previsioni teoriche mostrano che in alcuni casi particolari, a seconda dell'orientamento reciproco degli assi di rotazione dei buchi neri e del rapporto delle loro masse, la fusione di due buchi neri può produrre onde gravitazionali non isotropiche, generando un effetto di rinculo.
Grazie a questo effetto il nuovo buco nero formatosi dalla fusione dei due buchi neri di partenza può essere “calciato” fuori dal centro della galassia stessa. Fino ad oggi però non esistevano osservazioni dettagliate che potessero confermare o confutare queste previsioni. "Effettuare osservazioni ad alta risoluzione sia in ottico che in radio era fondamentale per capire se effettivamente il buco nero super massiccio di 3C186 fosse stato calciato fuori dalla galassia stessa: i nuovi studi confermano questo scenario, permettendoci di capire meglio come evolvono i buchi neri supermassicci e le loro galassie ospiti", dice Castignani. "È infatti ancora dibattuta la possibilità che due buchi  neri supermassicci possano avvicinarsi ad una distanza tale da produrre onde gravitazionali tanto intense: l'alternativa è che raggiungano invece un'orbita stabile senza mai fondersi".

 

Una collaborazione internazionale, che ha visto la partecipazione di astrofisici della Sapienza e dell’Istituto nazionale di astrofisica - Inaf, ha scoperto un oggetto distante circa 13 miliardi di anni luce dalla Terra, estremamente compatto e arrossato dalla polvere stellare. La rilevazione, effettuata grazie all’utilizzo del telescopio spaziale Hubble, farà luce sul mistero della crescita dei buchi neri supermassicci nell'universo primordiale. I risultati del lavoro sono stati pubblicati su Nature
La scoperta di buchi neri supermassicci nell'universo primordiale, con masse fino a diverse centinaia di milioni di volte quella del sole, ha sollevato il problema di capire come oggetti di questa taglia siano stati in grado di formarsi e crescere nel breve periodo di tempo successivo alla nascita dell’Universo (meno di un miliardo di anni). Teoricamente, un buco nero inizia dapprima ad aumentare la sua massa accrescendo gas e polvere nel nucleo di una galassia ricca di polvere e caratterizzata da elevati tassi di formazione stellare (una cosiddetta galassia starburst polverosa). L’energia generata nel processo spazza via i materiali circostanti, trasformando il sistema in un quasar, una sorgente astrofisica molto luminosa e compatta.

 

Uno studio del Cnr-Ifn e del Politecnico di Milano dimostra un controllo senza precedenti delle proprietà ottiche del grafene. Promettenti le ricadute in diversi settori applicativi come la fotonica e le telecomunicazioni. Il lavoro pubblicato su ACS Nano

 Il grafene è il materiale più sottile mai realizzato, con lo spessore di un singolo strato di atomi inferiore a un miliardesimo di metro, è in grado di assorbire efficacemente la luce visibile ed infrarossa, mediante l’eccitazione dei suoi portatori di carica. A seguito dell’assorbimento della luce, le cariche eccitate tornano rapidamente allo stato di equilibrio iniziale in un lasso tempo di pochi picosecondi, ovvero pochi milionesimi di milionesimi di secondo. La notevole velocità di questo processo di rilassamento energetico rende il grafene particolarmente promettente per una serie di applicazioni tecnologiche, tra cui rivelatori, sorgenti e modulatori di luce.


 

Grazie al telescopio orbitale Chandra della NASA, un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’INAF ha individuato per la prima volta due coppie di cavità, o bolle, formate nel gas caldo di un ammasso di galassie, generate forse dall’azione di due buchi neri supermassicci uniti in un’orbita ravvicinata. 
Potrebbero essere due buchi neri supermassicci uniti tra loro in un’orbita ravvicinata i responsabili di quattro enormi cavità, o bolle, osservate al centro di un ammasso di galassie da un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’INAF. Lo studio – pubblicato su The Astrophysical Journal Letters – nasce da una serie di osservazioni del Chandra X-ray Observatory, il telescopio orbitale della NASA per l'osservazione del cielo nei raggi X.
Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture connesse dalla forza di gravità presenti nell’universo. Sono formate da gruppi di centinaia o anche migliaia di singole galassie, insieme ad enormi quantità di gas caldo e invisibile materia oscura. In particolare, il gas caldo che pervade gli ammassi, la cui massa è di gran lunga superiore a quella delle galassie al loro interno, è ben visibile ai raggi X catturati da Chandra.

 

Ricreando in laboratorio livelli di pressione e temperatura simili a quelli presenti nel mantello superiore terrestre, un gruppo di ricerca internazionale è riuscito a far reagire idrogeno e diamanti, generando metano: un risultato che potrebbe aiutarci a conoscere meglio il ciclo profondo del carbonio, fondamentale per la presenza di vita sul nostro pianeta.
Trasformare una delle gemme più rare e preziose al mondo – il diamante – in uno dei più dannosi gas serra – il metano – non sembra un’idea brillante. Eppure ci è riuscito un gruppo di studiosi dell'Università di Bologna, dell'Università di Edimburgo (Regno Unito), del Centre National de la Recherche Scientifique (Francia) e dello HPSTAR (Cina). E non è stato un errore maldestro: il risultato – pubblicato su Nature Communications – potrebbe aiutarci a conoscere meglio il ciclo profondo del carbonio e la formazione di idrocarburi tramite processi abiotici (cioè non legati ad attività biologica) nelle profondità della Terra.
Nonostante rappresenti almeno il 90% del totale del ciclo del carbonio, la sua parte profonda – che avviene cioè al di sotto della superficie terrestre – è oggi quella meno conosciuta. Questo fenomeno è però fondamentale per la presenza di vita sul nostro pianeta, perché permette al carbonio presente nelle profondità del pianeta di tornare nell’atmosfera.

 


I nuovi risultati delle misurazioni di gravità del pianeta ottenute dalla sonda Juno rivelano, in uno studio pubblicato su Science, che la grande macchia rossa, pur molto estesa, non è profonda come si immaginava. Questa scoperta potrebbe spiegare i motivi della sua evoluzione e forse della possibile scomparsa Giove è il più grande pianeta del sistema solare, con un raggio equatoriale di 71.492 km, ed è composto principalmente da idrogeno ed elio e per questo viene definito “gigante gassoso”.

La caratteristica forse più iconica del pianeta è la Grande macchia rossa, una tempesta anticiclonica scoperta probabilmente da Giandomenico Cassini nel 1665. Oggi questa assomiglia a un ovale di dimensioni approssimativamente pari a 16000 x 12000 km, che ne fanno la più grande tempesta del sistema solare, seppur negli ultimi 100 anni, per cause ancora ignote, si sia ridotta considerevolmente. La Grande macchia rossa porta con sé ancora molti interrogativi: uno di questi riguarda la profondità con cui questa tempesta si inabissa dentro Giove.

A questo come ad altri quesiti sulla dimensione del nucleo ha risposto la sonda Juno, realizzata dalla NASA con un importante contributo italiano.

 

La simulazione quantistica permette di affrontare problemi complessi inaccessibili al calcolo numerico. Un esempio è mostrato da un lavoro svolto dall’Istituto nazionale di ottica del Cnr e del Lens di Firenze, insieme a Cnr-Iom e Università di Trieste e di Bologna, pubblicato su Advanced Quantum Technologies. Il progetto punta a migliorare le performance dei laser a cascata quantica per nuove applicazioni, dalla diagnostica medica al monitoraggio ambientale.


Rivoluzionare l’utilizzo dei laser, rendendoli componenti chiave delle tecnologie quantistiche: dalla sensoristica alla comunicazione, fino al calcolo. Trasportare la corrente di elettroni grazie alla simulazione quantistica. Ridisegnare le proprietà quantistiche di laser a semiconduttore con gli atomi ultrafreddi. Questi i complessi quanto avvincenti obiettivi di un grande progetto finanziato dalla European Flagship on Quantum Technologies, QOMBS, e coordinato dall’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche. Ricercatori del Cnr-Ino e del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare (Lens) di Firenze, insieme a colleghi dell’Istituto officina dei materiali (Cnr-Iom) e delle Università di Trieste e di Bologna, hanno pubblicato sulla rivista Advanced Quantum Technologies un lavoro che per la prima volta descrive il modello fisico per raggiungere tale obiettivo.


Lo dimostra un nuovo studio, realizzato da ricercatori dell’Università di Bologna e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), che ha individuato per la prima volta, all’interno della Grande Nube di Magellano, un ammasso stellare che ha avuto origine in una galassia diversa.


Come fanno a crescere le galassie? “Mangiando” galassie più piccole. E questo non vale solo per le grandi galassie che inglobano le loro galassie satellite. Ma le stesse galassie satellite, a loro volta, sono in grado attirare e inglobare al loro interno galassie ancora più piccole che le orbitano attorno. A mostrarlo, per la prima volta, è uno studio pubblicato su Nature Astronomy e guidato da ricercatori dell’Università di Bologna e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). All'interno della Grande Nube di Magellano, la più grande galassia satellite della Via Lattea, gli studiosi hanno infatti individuato un ammasso stellare (un gruppo molto denso di miliardi di stelle) con caratteristiche chimiche molto diverse da quelle degli altri ammassi vicini. Tanto diverse da poter escludere che quelle stelle siano nate all’interno della galassia in cui si trovano oggi. Questo singolo ammasso stellare – chiamato NGC2005 – deve quindi aver avuto origine altrove, in una piccola galassia satellite, ed essere poi sopravvissuto dopo che questa è stata inglobata all'interno della Grande Nube di Magellano.


Uno studio congiunto dell’Università di Genova in collaborazione con l’Università Statale di Milano e il Naturtejo UNESCO Global Geopark/Istituto D. Luiz ha scoperto che su Marte ci potrebbero essere tane e piste lasciate dagli antichi abitanti del Pianeta Rosso. Lo studio, pubblicato su PeerJ, Fornisce strumenti di pianificazione utili per le prossime analisi condotte dal rover Perseverance, e per le future missioni in cui verranno raccolti campioni di rocce marziane.


Su Marte, tutt’attorno al Cratere Belva, ci potrebbero essere tane e piste lasciate dagli antichi abitanti del Pianeta Rosso. Questa conclusione rivoluzionaria è stata raggiunta in un nuovo studio condotto da un team multidisciplinare di scienziati guidati dal paleontologo Andrea Baucon (Università di Genova) in collaborazione con Fabrizio Felletti (Università degli Studi di Milano), Carlos Neto de Carvalho (Naturtejo UNESCO Global Geopark/Istituto D. Luiz, Portogallo), Antonino Briguglio (Università di Genova), Michele Piazza (Università di Genova). Lo studio è stato pubblicato sul numero di settembre della rivista PeerJ. Lo studio combina tane fossili (icnofossili) provenienti da 18 siti paleontologici terrestri e sofisticati modelli al computer per rispondere ad una delle domande più fondamentali della scienza: dove trovare (eventuale) vita su Marte?

 

Il 2 ottobre all’1.35 ora italiana la sonda spaziale passerà a 200 km dalla superficie del pianeta. A bordo un esperimento, il Mercury Orbiter Radioscience Experiment (MORE), sviluppato dal team guidato da Luciano Iess della Sapienza, che permetterà di determinare la gravità e l’orbita del corpo celeste più vicino al sole
La sonda spaziale BepiColombo, lanciata il 20 ottobre 2018 dal Centro spaziale di Kourou nella Guyana francese, è in viaggio verso Mercurio, la sua destinazione finale. Il primo dei sei sorvoli del pianeta più vicino al Sole avverrà il 2 ottobre 2021 all’1.35 ora italiana (23.15 del primo ottobre, ora di Greenwich), quando la sonda passerà a 200 km dalla superficie.

 

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