Alla ricerca degli asteroidi invisibili, e non solo!

Tutti abbiamo sentito parlare dei Ninja, i famosi guerrieri-spia giapponesi del periodo feudale. Sinuosi come serpenti, restavano nascosti nell’ombra fino al momento dell’attacco, facendo dell’invisibilità la loro caratteristica principale.

Tuttavia, nei moderni conflitti, i Ninja sarebbero facili bersagli. Il loro abito scuro potrebbe essere difficile da scovare ad occhio nudo nel buio della notte, ma il calore dei loro corpi sarebbe facilmente rilevabile da un soldato munito di occhiali a raggi infrarossi.

Rappresentazione di WISE

Per andare a caccia dei “ninja del cosmo” - deboli oggetti che si nascondono nello spazio profondo tra stelle e pianeti - gli scienziati stanno costruendo il più grande paio di “occhiali ad infrarosso” a largo campo mai realizzato, ovvero il telescopio spaziale Widefield Infrared Survey Explorer. WISE, questo l’acronimo, scansionerà il cielo alla lughezza d’onda dell’infrarosso, contribuendo a creare il più vasto catalogo di oggetti deboli e scuri del cosmo: nubi di polvere, nane brune, asteroidi - anche quelli più grossi che potrebbero rappresentare una minaccia per la Terra.

Il rilevamento dei NEA basato su telescopi ottici potrebbe essere incompleto e formato solo dagli asteroidi con le superfici più riflettenti. “Se vi sono popolazioni di asteroidi nelle vicinance che sono molto scuri, essi non saranno scovati dai rilievi ottici”, dice Edward Wright, funzionario principale di WISE e fisico alla University of California di Los Angeles.

La mappa completa ad infrarosso prodotta da WISE rivelerà questi subdoli oggetti, mappando coordinate e grandezza di circa 200.000 asteroidi e dando agli scienziati un’idea più chiara di quanti oggetti grandi e potenzialmente dannosi vi sono nelle vicinanze. WISE ci aiuterà anche a rispondere a questioni inerenti la formazione delle stelle e l’evoluzione strutturale delle galassie, Via Lattea inclusa.

Le stelle emettono luce visibile a causa della loro estrema temperatura. Ma anche oggetti più freddi come asteroidi emettono luce nella lunghezza d’onda infrarossa, che è invisibile all’occhio umano. Infatti, qualunque oggetto più caldo dello zero assoluto (circa -273°C) emetterà una (seppur debole) luce infrarossa.

Sfortunatamente, questo fatto rende molto difficoltosa la costruzione di un telescopio a infrarossi. Senza un refrigerante, lo stesso telescopio emetterebbe luce infrarossa come fanno tutti gli altri corpi.

Il box di idrogeno solido sembra

R2D2 di StarWars

Per risolvere questo problema, WISE raffredderà le sue componenti fino a circa 15°C sopra lo zero assoluto (-258°C) per mezzo di un blocco di idrogeno solido. I progettisti hanno scelto l’idrogeno solido in favore dell’elio liquido - che è spesso usato nella ricerca per il raffreddamento di materiali prossimi allo zero assoluto - poichè il volume di idrogeno solido necessario alle operazioni è più ridotto rispetto all’elio. “La potenza di raffreddamento è molto più alta per l’idrogeno che per l’elio,” spiega Wright. Quando si lancia un telescopio nello spazio, essere più piccoli e più leggeri è meno dispendioso.

I precedenti telescopi spaziali come IRAS hanno mappato il cielo nella banda ad infrarosso, ma WISE sarà centinaia di volte più sensibile. Mentre le altre missioni potevano limitarsi ad osservare sorgenti diffuse di luce infrarossa come vaste nubi di polvere, WISE sarà capace di rilevare asteroidi ed altre sorgenti puntiformi.

Dopo il suo lancio in orbita, che avverrà nei primi giorni del mese di dicembre, WISE impiegherà 6 mesi per mappare il cielo, e durante questo periodo invierà i suoi dati a terra 4 volte al giorno. L’analisi dei dati dovrebbe aiutare gli scienziati comprendere meglio il cosmo.

Ad esempio, una teoria sostiene che la maggior parte delle stelle dell’Universo si formarono nei pressi di galassie in collisione. Quando le galassie collidono, nubi interstellari di gas e polveri si urtano con forza, comprimendo le nubi e innescando un ciclo perpetuo di collassi gravitazionali. Il risultato è la nascita incontrollata di stelle. Di solito le nuove stelle sono celate nell’inviluppo di polvere interstellare in cui sono nate e la luce ordinaria non può fuoriuscire, ma quella infrarossa filtra e può essere rilevata dagli strumenti adatti.

Sopra: collisione tra le galassie a spirale NGC 2207 e IC 2163. Image credit: Hubble Space Telescope.

WISE sarà capace di rilevare emissioni infrarosse dalle regioni di formazione stellare più attive. Questo aiuterà gli scienziati a capire la rapidità con cui si formano le stelle durante le collisioni galattiche, che potrebbe portare ad indicare quante delle stelle presenti nell’Universo si siano formate attraverso questo processo.

WISE rileverà anche le nane brune, “stelle mancate” di gran lunga più numerose di quelle ordinarie. La mappatura delle nane brune nella Via Lattea può svelarci parecchie informazioni circa la struttura e l’evoluzione della nostra galassia.

E questa è solo una parte delle scoperte che gli scienziati faranno non appena WISE punterà i suoi riflettori sugli abitanti invisibili dello spazio profondo.

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