L'esperto risponde / Scienza

Daniele Spadaro

Laureato in fisica all’università di Catania, ho conseguito il dottorato di ricerca in astronomia all’università di Firenze. Ho lavorato presso l’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli. Attualmente sono astronomo associato all’Osservatorio Astrofisico di Catania, dopo aver ricoperto anni fa l’incarico di direttore.

Mi interesso di osservazioni e studi modellistici della corona solare e delle regioni sorgenti del vento solare. Ho rivestito il ruolo di Co-Investigator dello strumento UVCS (spettrocoronografo ultravioletto) a bordo della missione ESA-NASA SOHO. Attualmente sono Co-Investigator dello strumento Metis a bordo della missione Solar Orbiter e rivesto il ruolo di coordinatore del team scientifico.

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I terremoti delle stelle

Ho sentito dire che anche le stelle hanno i loro terremoti. E’ vero?

Rappresentazione artistica del satellite Kepler (credit NASA)

È proprio vero. Infatti, a partire dagli anni Settanta dello scorso secolo si è iniziato a parlare in ambito astrofisico prima di eliosismologia e successivamente di asterosismologia, riferendosi rispettivamente allo studio delle oscillazioni del Sole e delle stelle.

Il fisico solare tedesco Franz Deubner pubblicò nel 1975 un articolo pioneristico in cui veniva messo in evidenza che il Sole è caratterizzato da oscillazioni periodiche, con cicli principali di 5 minuti, che ne deformano la superficie in maniera regolare. Tali oscillazioni sono provocate da onde acustiche, le stesse che ci permettono di percepire i suoni e parlarci tra di noi, che si propagano all’interno del Sole.

Il loro studio, quindi, ha aperto nuovi orizzonti alle indagini sulla struttura fisica interna della nostra stella, analogamente a quanto avviene con gli eventi sismici terrestri, che consentono di sondare la struttura interna del nostro pianeta. Da qui l’utilizzo del termine eliosismologia per indicare questo settore della ricerca astrofisica, che si è sviluppato notevolmente negli ultimi decenni, anche grazie all’utilizzo di strumenti molto sensibili a bordo di missioni spaziali, in particolare la sonda SOHO (SOlar and Heliospheric Observatory) lanciata dall’ente spaziale europeo (ESA) e da quello statunitense (NASA) nel 1995 e tuttora operativa.

Gli studi di eliosismologia sono stati particolarmente importanti per determinare le caratteristiche della rotazione interna e le condizioni fisiche della regione centrale del Sole, dove avvengono le reazioni nucleari di fusione dell’idrogeno in elio, sorgente dell’energia emanata dalla nostra stella, e risolvere alcune inconsistenze tra le previsioni dei modelli teorici e i risultati dedotti dalle osservazioni (il famoso problema dei neutrini solari). Hanno anche contribuito a fare chiarezza sulla composizione chimica degli strati subsuperficiali, argomento di lunghe e controverse discussioni tra i fisici solari.

A questo punto, il passo verso lo studio delle oscillazioni stellari è stato breve. Sono ormai migliaia le stelle in cui sono state riscontrate oscillazioni con un’ampia gamma di caratteristiche, un risultato assolutamente inaspettato fino a qualche anno fa, rendendo l’asterosismologia una delle discipline di punta dell’astrofisica moderna. Anche in questo caso notevoli progressi sono stati fatti nella determinazione delle proprietà fisiche dell’interno delle stelle (rotazione, densità, temperatura, composizione chimica), altrimenti inaccessibili all’osservazione, fornendo un contributo fondamentale nel campo degli studi sulla struttura ed evoluzione delle stelle.

Cruciale anche in questo caso il ruolo delle osservazioni effettuate dallo spazio, e quindi non influenzate dagli effetti dell’atmosfera terrestre. Va particolarmente menzionato il satellite della NASA Kepler, lanciato nel 2009 e rimasto operativo per circa dieci anni, che ha fornito una grande mole di informazioni per gli studi di asterosismologia e per le osservazioni dei pianeti extra-solari.

Attualmente tali indagini stanno continuando con il satellite della NASA TESS, lanciato nel 2018, e proseguiranno con il lancio della missione PLATO dell’ESA, in programma per il 2026.

La presenza di oscillazioni o, se vogliamo, di terremoti, è quindi una caratteristica riscontrata in numerose stelle, Sole compreso, della nostra galassia, la Via Lattea. Questa appare costellata da tanti sistemi pulsanti che la rendono viva ed in continua evoluzione.

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