La NASA fornisce un filmato timelapse che mostra come l’universo è cambiato in 12 anni

L’Universo ha più di 13 miliardi di anni, quindi una fetta di 12 anni di quel tempo potrebbe sembrare senza incidenti. Ma un film timelapse della NASA mostra quanto può cambiare in poco più di un decennio. Le stelle pulsano, gli asteroidi seguono le loro traiettorie e i buchi neri lontani si illuminano mentre attirano gas e polvere verso se stessi.

La NASA ha lanciato WISE, il Widefield Infrared Survey Explorer, nel 2009. WISE ha trovato ammassi stellari, migliaia di pianeti nani e ha aiutato a scoprire gli asteroidi troiani della Terra, tra le altre cose. Quando WISE ha esaurito il refrigerante primario nel 2011, la NASA ha messo il veicolo spaziale in letargo. Ma alcuni dei rilevatori a infrarossi del veicolo spaziale funzionavano ancora. Così, nel 2013, hanno riattivato la missione come NEOWISE — Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer. Uno degli obiettivi principali di NEOWISE era quello di caratterizzare 2.000 asteroidi conosciuti.

Il veicolo spaziale ha fatto queste cose eseguendo rilevamenti del cielo ad ampio campo. Ogni sei mesi, NEOWISE completa un’immagine del cielo notturno. La NASA ha combinato 18 di queste immagini di tutto il cielo scattate in un decennio per creare un timelapse del cielo notturno. Insieme contengono centinaia di milioni di oggetti.

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“Se esci e guardi il cielo notturno, potrebbe sembrare che nulla cambi mai, ma non è così”, ha affermato Amy Mainzer, ricercatrice principale per NEOWISE presso l’Università dell’Arizona a Tucson. “Le stelle brillano ed esplodono. Gli asteroidi stanno sfrecciando. I buchi neri stanno facendo a pezzi le stelle. L’Universo è un luogo molto impegnato e attivo”.

Uno dei contributi significativi della missione alla scienza è lo studio delle nane brune. Le nane brune non sono proprio stelle; sono oggetti substellari che stanno per diventare stelle. Ma non hanno mai raccolto abbastanza massa per innescare la fusione dell’idrogeno. Sono più piccoli delle stelle e più grandi dei pianeti più grandi. Le loro masse vanno da circa 13 a 80 masse di Giove.

Le nane brune sono troppo grandi per essere pianeti ma non abbastanza massicce per essere stelle.  Credito: NASA/JPL-Caltech
Le nane brune sono troppo grandi per essere pianeti ma non abbastanza massicce per essere stelle. Credito: NASA/JPL-Caltech

Gli astrofisici hanno teorizzato che esistessero le nane brune, ma solo le osservazioni a infrarossi potrebbero trovarle. L’astronomia a infrarossi è difficile dalla superficie terrestre, sebbene l’indagine 2MASS sia riuscita a trovarne alcune. Ora ne conosciamo migliaia, grazie agli osservatori a infrarossi come WISE/NEOWISE.

Gli astrofisici sono interessati alle nane brune più belle perché colmano il divario tra stelle e pianeti. Sono nane brune di classe spettrale Y ed emettono pochissima energia. I più freddi sono un po’ più della temperatura ambiente. WISE ha scoperto le nane brune di classe Y nel 2011.

Alla fine la NASA ha combinato i dati di WISE e NEOWISE in un catalogo chiamato CATWISE. Nel 2019, gli scienziati cercando nel catalogo hanno trovato CWISEP J1935-1546, una nana bruna ancora più fredda con una temperatura stimata da 270 a 360 K (?3–87 °C; 26–188 °F).

Vista artistica di una nana bruna fresca. Credito: ASTRON / Danielle Futselaar

I cittadini scienziati hanno anche svolto un ruolo nelle attività delle nane brune di NEO/NEOWISE. Gli scienziati cittadini hanno aiutato a trovare due delle nane brune più insolite mai trovate. Si chiamano subnani di tipo T, scienziati e volontari li hanno trovati nel 2020 come parte del progetto Backyard Worlds.

Nel 2020, gli scienziati che lavorano con NEOWISE hanno scoperto la più strana nana bruna mai vista. L’hanno soprannominato “l’incidente” perché l’hanno trovato per caso. L’incidente è antico, tra i 10 ei 13 miliardi di anni, e ha una metallicità molto bassa. È così vecchio che la sua metallicità riflette l’Universo primordiale piuttosto che l’Universo moderno. Generazioni di stelle hanno creato elementi di peso e li hanno diffusi nello spazio per miliardi di anni, quindi gli oggetti formati in tempi più recenti hanno una maggiore metallicità.

L'illustrazione di questo artista mostra una debole e fredda nana bruna nello spazio.  Le nane brune si formano come stelle ma non hanno massa sufficiente per innescare la fusione nucleare nei loro nuclei, il processo che provoca la combustione delle stelle.  Di conseguenza, condividono alcune caratteristiche fisiche con pianeti massicci come Giove.  Credito immagine: IPAC/Caltech
L’illustrazione di questo artista mostra una debole e fredda nana bruna nello spazio. Le nane brune si formano come stelle ma non hanno massa sufficiente per innescare la fusione nucleare nei loro nuclei, il processo che provoca la combustione delle stelle. Di conseguenza, condividono alcune caratteristiche fisiche con pianeti massicci come Giove. Credito immagine: IPAC/Caltech

Sebbene l’incidente sia la prima di queste antiche nane brune mai trovata, probabilmente non sarà l’ultima. Probabilmente ce ne sono molti in agguato nell’oscurità, forse anche nascosti nei dati NEOWISE.

La missione NEOWISE è durata molto più a lungo del previsto. Quando la NASA lo ha lanciato come WISE, pensavano che sarebbe durato circa due anni fino a quando il liquido di raffreddamento non si fosse esaurito. Ma dopo averlo rimesso in servizio come NEOWISE, la missione è andata avanti per dieci anni. Anche gli scienziati WISE sono sorpresi dalla lunghezza della missione e dalla quantità di dati raccolti.

“Non avremmo mai previsto che il veicolo spaziale avrebbe funzionato così a lungo, e non credo che avremmo potuto prevedere la scienza che saremmo stati in grado di fare con così tanti dati”, ha affermato Peter Eisenhardt, astronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA e Scienziato del progetto WISE.

Se sei interessato ad aiutare gli scienziati a utilizzare tutti i dati di NEOWISE e forse anche a trovare una delle sfuggenti e antiche nane brune come The Accident, dai un’occhiata a Backyard Worlds: Planet Nine.

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