Salve ragazze e ragazzi!

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Faustino Serra
7 anni fa
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1 Salve ragazze e ragazzi! Bentornati nel nostro Osservatorio. In questa puntata continueremo a studiare la nostra Galassia e anche le altre galassie che popolano l Universo. Per studiare le galassie, quindi, l unico modo che abbiamo è catturare e analizzare la radiazione che queste emettono, e che giunge fino a noi dopo aver attraversato lo spazio. Noi, nella nostra vita quotidiana, pensiamo praticamente solo alla luce che ci arriva dagli oggetti celesti. Come abbiamo visto quando abbiamo parlato del Sole (nei capitoli precedenti), una stella emette vari tipi di radiazione, dai raggi X all infrarosso, all ultra violetto. Quella che vediamo con gli occhi, la radiazione ottica o luce, è solo una piccolissima parte di tutta la radiazione elettromagnetica che esiste, come puoi vedere nell immagine qui sotto. Come abbiamo ricordato nelle pagine precedenti, la maggior parte della radiazione, ad esempio X o ultravioletta, viene (fortunatamente!) assorbita dall atmosfera. Il nostro occhio però non può vedere tutti questi tipi di radiazione, ma si è specializzato, nel corso dell evoluzione, a rivelare solo la luce visibile. Ogni tipo di radiazione può essere rivelata da uno strumento diverso: per esempio i raggi X, che non vediamo con gli occhi, impressionano invece le lastre per radiografie. Le onde radio vengono ricevute dalle antenne, della radio o del telefonino per esempio. 1

2 La radiazione infrarossa la percepiamo come una sensazione di calore sul corpo e così via. Esistono insomma differenti tipi di sensori, ognuno adatto a un tipo particolare di radiazione, così come il nostro occhio è sensibile a quella che chiamiamo luce. Ogni sensore permette di ricevere un particolare messaggio, quello trasportato dalla radiazione che è in grado di rivelare. antenna per le onde radio pellicola per i raggi X I corpi celesti emettono, in generale, radiazione di tutti i tipi, anche se nella maggior parte dei casi ne emettono maggiori quantità di un tipo piuttosto che di un altro. Per studiare un corpo celeste al meglio possibile, quindi, bisogna analizzare tutti i tipi di radiazione che emette, cioè poter disporre di diversi tipi di recettori. Il punto fondamentale è che la radiazione evidentemente non nasce dal nulla, ma viene generata da fenomeni fisici ben precisi. Ad esempio la luce visibile del Sole viene emessa dalle parti più esterne del Sole stesso, l atmosfera solare. All interno del Sole, dove avvengono le reazioni di fusione nucleare, viene continuamente prodotta energia che fluisce verso l esterno. L atmosfera del Sole, un gas molto poco denso, riceve quindi continuamente energia dall interno e la converte in radiazione, principalmente in quella radiazione che noi chiamiamo visibile. In altri casi la produzione di energia può essere assai più intensa e violenta (per usare il linguaggio degli astronomi). In questi casi grandi quantità di energia vengono generate da eventi catastrofici, come l esplosione di una supernova, una stella di almeno 8 volte la massa del Sole che in pochi secondi esplode. A questi improvvisi e violenti fenomeni corrisponde di solito l emissione di grandi quantità di raggi X. Per studiare al meglio ogni corpo celeste, stelle o galassie che siano, occorre avere più informazione possibile. Questo si ottiene analizzando, con sensori diversi, quante più bande di radiazione possibile. Ognuna ci darà un messaggio preciso sui fenomeni che stanno avvenendo in quel corpo. Pochi raggi X significherà scarsa presenza di 2

3 fenomeni violenti, molta radiazione ultravioletta significherà alta temperatura e così via. Come si applica tutto questo alla Galassie? Ogni sensore insomma permette di ricevere una parte delle informazioni che la radiazione emessa dal corpo celeste trasporta con sé. Studiare un corpo celeste è un po come mettere insieme vari indizi, come comporre i pezzi di un puzzle: soltanto l insieme di tutti i pezzi completa il puzzle e ci fa vedere l intera scena. Allo stesso modo, studiare la radiazione con tutti i sensori a nostra disposizione ci aiuta a capire tutti i vari fenomeni che avvengono in quel corpo celeste. Possiamo considerare la Galassia proprio come un sistema composto da miliardi di corpi celesti (principalmente stelle, nubi di gas e polvere), tutti legati gli uni agli altri in un solo gigantesco oggetto. La radiazione emessa dalla Galassia, allora, è la somma di tutte le radiazioni emesse dai corpi celesti che la compongono. Per poter distinguere le sue componenti, quindi, gli astronomi devono studiare tutti i tipi di radiazione della Galassia: non solo la luce visibile, ma anche i raggi infrarossi, i raggi X, le onde radio 3

4 Per vedere la Galassia nelle altre radiazioni però, occorre farlo fuori dell atmosfera. Infatti l atmosfera terrestre blocca ogni tipo di radiazione tranne quella visibile e poco altro. È per questo che gli scienziati hanno mandato in orbita i satelliti artificiali per osservare il cielo con speciali telescopi, alcuni sensibili alla radiazione infrarossa, altri ai raggi X, altri ancora ai raggi gamma. Grazie allo studio della radiazione X, per esempio, gli astronomi hanno scoperto che al centro della Via Lattea c è un buco nero gigante, con una massa almeno 5 milioni di volte quella del Sole, che inghiotte il gas che lo circonda. Questo gas prima ruota rapidamente attorno al buco nero, poi vi cade sopra, emettendo appunto raggi X. Per convincersi definitivamente di quanto abbiamo detto guardiamo come appare la nostra Galassia, la Via Lattea, quando viene osservata con sensori diversi. Noi sulla Terra, coi nostri occhi, la vediamo così: Da un satellite con sensori per la radiazione infrarossa, invece appare così: Così appare a un satellite X, ovvero con un sensore sensibile ai raggi X: Infine questa immagine è ciò che si ottiene, sempre dallo spazio, con un sensore per i raggi gamma: Sono immagini molto differenti, non è vero? Sembra che la Via Lattea abbia tante forme diverse, una per ogni radiazione che emette! Invece la sua forma non cambia, cambia solo il modo in cui appare ai diversi recettori. 4

5 Ognuna di queste immagini ci dà delle informazioni diverse sulla Via Lattea, cioè sulle componenti che emettono radiazione di quel tipo. Messe tutte insieme, queste informazioni ci dicono esattamente com è fatto il sistema che chiamiamo Galassia Osserva bene le varie immagini: esse ci dicono per esempio che i fenomeni che danno luogo alla radiazione infrarossa, e quindi i corpi celesti in cui questi avvengono, sono concentrati soprattutto al centro della Galassia. I fenomeni, molto energetici, che danno luogo ai raggi gamma avvengono invece lungo una sorta di disco centrale appiattito. La Via Lattea è soltanto una delle tante, tantissime galassie che esistono. L Universo è pieno di galassie di varie forme e dimensioni, alcune riunite in gruppi, altre isolate. Tutte queste galassie sono dei sistemi di gas e di stelle legati tra loro, proprio come la nostra. La Via Lattea, come sai, ha la forma di una spirale, con lunghi bracci pieni di stelle che si avvolgono attorno al bulge centrale. Non è certo un eccezione nell Universo: ci sono tantissime altre galassie come la nostra, che si chiamano appunto galassie spirali. Ne puoi vedere una in questa immagine. Possono essere più piccole o più grandi della nostra, possedere più o meno stelle, ma ce ne sono davvero tantissime, miliardi e miliardi! Tutte le galassie spirali hanno delle caratteristiche in comune: sono molto ricche di gas e di polvere, hanno un rigonfiamento centrale (bulge) e tante stelle giovani e luminose nel proprio disco. Hanno inoltre dei bracci di spirale avvolti attorno al bulge. Ci sono anche galassie spirali un po strane, come quella che vedi qui a fianco: il loro bulge è allungato, a forma di barra. Per questo si chiamano spirali barrate. Dalle estremità della barra si snodano i bracci, come in una normale galassia spirale. 5

6 Nel cielo però non ci sono solo galassie spirali: molto numerose sono anche le galassie ellittiche: si chiamano così perché hanno la forma di una sfera schiacciata in due direzioni, come un sigaro un po grosso. Ne puoi vedere due nelle immagini qui sotto. Le galassie ellittiche possono avere diverse forme: alcune sono quasi delle sfere, altre sono schiacciate solo in una direzione, come delle pagnotte, altre ancora hanno la forma di un sigaro. Tutte le galassie ellittiche hanno però delle caratteristiche in comune: al loro interno c è pochissimo gas, mancano stelle giovani e molto brillanti o ce ne sono molto poche, mentre ci sono tantissime stelle vecchie. Le stelle di una galassia ellittica non ruotano attorno al centro lungo un piano, come fanno quelle di una galassia spirale: si muovono lungo orbite distribuite in tutte le direzioni dello spazio, un po come un gomitolo. Ma non è finita: ci sono anche galassie irregolari, la cui forma cioè non assomiglia a nessuno degli altri tipi. Le galassie irregolari, come quelle che vedi qui sotto, possono essere molto diverse l una dall altra, ma di solito contengono grandi quantità di gas e stelle giovani e luminose. Nelle prossime pagine continueremo a studiare le galassie e scopriremo come si raggruppano tra loro, come a volte si incontrano, o meglio si scontrano, e altro ancora. A presto! 6

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