Niente acqua su Marte. Forse.

Due anni fa, di questi tempi, si parlava solo dell’acqua che scorre su Marte. Secondo un nuovo studio, però, non sarebbe acqua, bensì valanghe di sabbia.

Cosa diavolo sta succedendo?

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Encelado: cronache di ghiaccio e maree

Un’illustrazione di Cassini in picchiata sui geyser di Encelado. credit: NASA/JPL

Cassini terminerà la sua missione ventennale a settembre. E vuole proprio andarsene in bellezza. In una conferenza stampa ieri, la NASA ha annunciato che la sonda, sorvolando Encelado (una luna di Saturno) nel 2015, ha trovato indizi che l’oceano di questa luna ghiacciata abbia quasi tutti gli ingredienti che pensiamo servano per la vita.

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Banchi di robot seguono la corrente e svelano i misteri dell’oceano

Il 70% della superficie terrestre è coperta dagli oceani. Eppure, rimangono un mistero: abbiamo mappe più dettagliate della superficie di altri pianeti che del fondo del mare, e sappiamo ancora meno dei meccanismi in moto nell’intricato sistema oceanico.

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Cos’è un pianeta abitabile

Giusto pochi giorni fa, la NASA ha annunciato la scoperta di ben sette pianeti rocciosi di dimensioni simili a quelle della Terra in orbita attorno alla piccola stella TRAPPIST1, tre dei quali sembrano essere nella “zona abitabile”. Insomma, abbiamo trovato la casa degli alieni?

 

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Il drago assetato e altre magie della capillarità

Il magnifico drago spinoso. Credit: wikimedia

C’era una volta un drago che viveva nel deserto ed amava mangiare formiche. Ne era così ghiotto che per loro rinunciò all’abilità di bere, rendendo la propria bocca ottima per mangiare ma incapace di prendere sorsi.

Al suo posto aveva imparato qualcosa di meglio: come strappare acqua dalla sabbia stessa evocando una forza più potente della gravità.

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Cosa abbiamo imparato da Rosetta

Il 30 settembre (oggi, se leggete questo post appena esce), si concluderà la grande missione Rosetta dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA).

Era una lunga missione, con un epico inseguimento lungo dieci anni attraverso il Sistema Solare, al termine di cui la sonda Rosetta (da cui il nome della missione) raggiunse la sua orbita intorno alla cometa 67P Churyumov/Gerasimenko. Questo l’ha resa il primo oggetto costruito da noi ad orbitare una di queste palle di neve spaziali. Dalla sua posizione privilegiata, Rosetta ha studiato la cometa da vicino e lanciato un piccolo robot, il lander Philae, per toccare la sua superficie (potete ascoltare il suono di questo momento storico qui).

Ora che la cometa si sta allontanando dal Sole, però, sta diventando troppo freddo e buio per Rosetta. La missione finirà. In stile funerale vichingo, spiaccicando la sonda contro la cometa. Per ringraziarla del suo lavoro, diamo uno sguardo a quello che ha fatto Rosetta nei suoi 12 anni di attività.

Siccome non eravamo mai arrivati così vicini ad una cometa, va da sé che avessimo un sacco di domande per Rosetta, tipo, com’è fatta davvero una cometa? Davvero l’acqua sulla Terra viene da lì?

CC0 Holgers Fotografie, via unsplash

E le sorprese sono iniziate subito. Gli astronomi si aspettavano che la cometa fosse più o meno sferica o a forma di patata, come un asteroide. Invece, già dalle primissime immagini si sono trovati davanti una specie di paperella da bagno. A quanto pare, è quello che succede in scontri cosmici al super-rallentatore. Infatti i due pezzi di 67P sarebbero due comete più piccole, con debolissima attrazione gravitazionale, che che si stanno scontrando moooolto lentameeeente.

Uno dei compiti più importanti per Rosetta era analizzare il ghiaccio su 67P e dirci se davvero l’acqua della Terra venga dalle comete. Sembrava molto probabile (probabilmente l’avevate sentito dire), ma in pochissimo tempo abbiamo scoperto che non è così. La miscela di tipi di idrogeno non corrisponde a quella sulla Terra: la nostra acqua è arrivata da un’altro posto. Ma abbiamo visto che le comete portano tantissimo ossigeno, e perfino mattoni elementari per la vita, come composti a base di carbonio, fosforo e amminoacidi.

Diversi di questi risultati erano impossibili semplicemente misurando la cometa: dovevamo fisicamente toccarla, grattarla, scavarla e misurarla. Questo era il compito del lander Philae che è stato… ehm… diciamo meno interamente positivo. Ad ogni modo, Philae ha fatto quello che doveva fare, solo non i compiti bonus.

Did disturbing tweets from Rosetta distract Philae? We'll never know. Creepy, though...

“Ho freddo alla schiena ora che te ne sei andato, ma ora sono in una posizione migliore per guardarti. Mandami una cartolina!” Tweet del genere hanno distratto Philae facendogli sbagliare l’atterraggio? Non lo sapremo mai…

Il problema è stato che l’atterraggio (effettivamente difficile da azzeccare), è andato onestamente male. Philae è rimbalzato un paio di volte ed è finito incastrato tra delle rocce. Perso e all’ombra, quindi incapace di usare i pannelli solari per ricaricarsi, aveva solo pochi giorni rapidamente completare i suoi esperimenti e spedire tutti i dati. Ce l’ha fatta, poi si è spento. A parte un breve momento a giugno 2015, Philae non è mai tornato e non l’abbiamo trovato fino all’ultimo.

Le foto di Philae incastrato tra le rocce. Visto com’era messo, è incredibile che sia riuscito a completare le misure. Credit: ESA

Rosetta ci ha regalato un’enormità di dati, e uno sguardo tutto nuovo per le comete. Ci ha fatto capire cosa significhino “lassù” le cose che vediamo “quaggiù” dai nostri osservatori. Ora possiamo anche guardare in una luce nuova comete che già conosciamo. In un certo senso, come hanno detto su StarTalk, è come se avessimo visitato più comete in una volta sola.

Quindi grazie di tutto Rosetta!

Per saperne di più

Immagine di copertina: Un’interpretazione artistica di Rosetta di fronte alla cometa 67P, from ESA.int

Due cose su Proxima b

Chi l’ha detto che ad agosto non succede niente? Mentre noi eravamo in pausa, l’Osservatorio Europeo Australe (ESO) ha annunciato la scoperta di un nuovo pianeta mooolto interessante.

Si chiama Proxima b e prende il nome da Proxima Centauri, la stella intorno a cui orbita. Come suggerisce sottilmente il nome, Proxima Centauri è nella costellazione del Centauro e non è molto lontana da noi. Anzi, è in assoluto la stella più vicina al Sistema Solare*.

Se vi siete persi la notizia, ESO ha messo assieme questo bel video con tutte le notizie principali.

 

Ci sono un paio di cose che ho trovato molto interessanti ma un pochino trascurate nella discussione in giro: la tecnica superfichissima con cui hanno trovato Proxima b, e una riflessione sulla sua abilità perché, come al solito, andiamoci piano con gli alieni.

Come l’hanno trovato

La maggior parte delle scoperte di esopianeti viene dal telescopio spaziale Kepler, che misura quanto brillanti sono le stelle che osserva. Quando un pianeta passa tra la sua stella e noi, blocca un pochino della luce (una specie di mini-eclissi). Kepler riesce a percepire queste microscopiche variazioni di luminosità e così trova i pianeti. Tuttavia, come hanno spiegato quelli dell’ESO in un AMA su Reddit, il metodo Kepler non avrebbe funzionato in questo caso, perché Proxima b passa troppo di rado davanti alla sua stella.

Gli scienziati si son fatti furbi e hanno sfruttato l’effetto doppler.

Un esempio classico (che dimostra anche Sheldon) è il rumore di un’auto che ci passa davanti. Mentre si avvicina, il suono diventa più alto, poi si abbassa sempre più quando si allontana. La luce fa la stessa cosa. Se una stella si muove verso di noi, la sua luce ci arriverà un po’ più blu, viceversa, se si allontana vedremo una luce più rossa.

Qui arriva la parte geniale: se un pianeta è in orbita attorno ad una stella, la tira un po’ con la sua gravità, perciò la stella finisce per seguire il pianeta, muovendosi in un piccolo cerchio. In pratica, ondeggia.

Gli scienziati hanno cercato segni di questo ondeggiamento nel colore della luce da Proxima Centauri… et voilà! Hanno trovato che la stella si avvicina e allontana un pochino da noi regolarmente, più o meno a passo d’uomo (5 km/h).

Una volta sicuri che l’attività della stella non c’entrasse con i cambiamenti della luce, hanno capito di aver trovato un pianeta.

Ma non solo: dal tempo che ci mette Proxima Centauri a completare un giro e dalla velocità a cui ondeggia, hanno potuto calcolare quanto ci mette il pianeta a completare un’orbita (quanto dura un “anno” su Proxima b), quanto lontano sta dalla stella e (più o meno) quant’è la sua massa.

La posizione non è tutto

Dai calcoli risulta che Proxima b stia su un’orbita piuttosto stretta: il pianeta sta a soli 7 milioni di km dalla sua stella. Sembra molto, ma in realtà ”èESO, Un confronto tra l’orbita di Mercurio attorno al Sole con l’orbita di Proxima b intorno a Proxima Centauri, all’interno della sua zona abitabile. Credit: M.Kornmesser/G.Coleman/ESO[/caption]

Quindi c’è vita su Proxima b? Mmmm... presto per dirlo.

Essere nella zona abitabile è necessario per avere acqua sulla superficie, ma non basta, molto dipende dall’atmosfera del pianeta. Venere e Marte, ad esempio, sono entrambi nella zona abitabile del Sole. Venere ha un’atmosfera densissima, così la sua superficie assomiglia molto alla nostra idea di inferno, con tanto di laghi di metallo fuso. L’atmosfera marziana, invece, è così diradata che l’unica forma di acqua liquida che ha è quel fango tossico scoperto l’anno scorso. A parte quello, è un deserto gelido.

In più, Proxima b sembra avere un lato di perenne giorno e uno di perenne notte. Se non dovesse avere la giusta circolazione di aria, uno dei due probabilmente sarebbe bollente e l’altro gelido: non proprio le migliori condizioni per l’acqua.

A dirla tutta, pure se ci fosse acqua, la vita potrebbe avere grossi problemi. Proxima Centauri, infatti, ha una fastidiosa abitudine ai brillamenti—improvvise eruzioni di intensissimo calore e radiazione. Pianeti che, come la Terra, hanno un campo magnetico sono protetti a meno di eventi catastrofici. Se Proxima b non avesse nessun campo magnetico, i suoi omini verdi verrebbero rapidamente ridotti in cenere. Radioattiva.

Purtroppo non abbiamo modo di mandare sonde per capirci qualcosa in più: Proxima Centauri sarà pure la stella più vicina a noi, ma anche la più veloce delle nostre sonde ci metterebbe decine di migliaia d’anni ad arrivare. Se dovesse davvero partire il Progetto Startshot, però, quella sarebbe la sua prima destinazione.

Per saperne di più
  • L’articolo (come sempre denso di informazioni) di Emanuele Menietti sul Post.
  • Due riepiloghi dei fatti in inglese: uno breve (del sottoscritto) e uno lungo (del grande Phil Plait).
  • Tutto quello che avete voluto sapere su Proxima b ma non avete mai osato chiedere: il sito di Pale Red Dot, il team ESO autore della scoperta.

 

Foto di copertina: M. Kornmesser/ESO
*Correzione del 9/9: il post indicava erroneamente Proxima Centauri come la stella più vicina alla Terra. Ovviamente il Sole è più vicino. 

Quanta acqua serve per spegnere il sole?

Provate a pensarci prima di leggere la risposta: si può risolvere il problema afa buttando un sacco di acqua sul Sole spegnendolo?

CC-BY alexisnyal via Flickr. Some rights reserved.

Ok, non è impossibile (ci arriviamo dopo, lasciatemi creare un po’ di tensione), ma prima ci sono diversi problemi da risolvere.

Primo problema: l’acqua non rimarrebbe liquida nel freddo vuoto cosmico. Anche un grosso secchiello congelerebbe in pochissimo tempo. E comunque tutta l’acqua evaporerebbe avvicinandoci alle migliaia di gradi del Sole, e il vento solare la spazzerebbe via.

Secondo problema: servirebbe tantissima acqua, una massa paragonabile a quella del Sole stesso, ma probabilmente di più. Già trovato il problema? Se il Sole ha abbastanza massa da iniziare la fusione nucleare, anche il nostro enorme secchiello ce l’avrebbe. Il secchiello imploderebbe, diventando a sua volta una stella. Ora abbiamo due soli. Ben fatto.

giphy.com

Terzo e più importante problema: l’acqua spegne il fuoco tagliandogli l’ossigeno, ma al Sole non serve ossigeno perché non è un fuoco, come spiega questo divertente video di Vsauce e Minutephysics.

Aggiungere acqua, come spiega Michael nel video, darebbe solo altro carburante alla fusione nucleare e peggiorerebbe il caldo sulla Terra. Dal lato positivo, le stelle più massicce bruciano più in fretta. Potremmo scambiare 5 miliardi di anni di calura con qualche centinaio di milioni di anni di inferno. Ci si mette troppo.

Come promesso, un modo c’è: usare un idrante e buttare tantissima acqua (ma a quel punto va bene qualunque cosa) nel Sole quasi alla velocità della luce. Se fatto nel modo giusto, dissolveremmo interamente il Sole, risolvendo in modo rapido e definitivo il problema caldo.

Per farlo, quindi, dobbiamo solo trovare un sacco di acqua… e inventare un potentissimo cannone… e calcolare come fare… no dai, fa troppo caldo… non ho voglia!

 

Foto copertina: CC0 Olichel, via pixabay.com

Che diavolo è la fMRI?

Alcune parti del cervello si “accendono” quando proviamo certe emozioni, quando ascoltiamo la musica, o quando risolviamo problemi matematici. Vi sarà sicuramente capitato di imbattervi in notizie simili, visto quanto spesso finiscono sulla stampa. La tecnica che si usa per questi studi (e in tantissimi altri di neuroscienze) si chiama risonanza magnetica funzionale, o fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging), che è una gran figata, ma sembra anche avere qualche problema. Prossimamente se ne sentirà parlare abbastanza, quindi vale la pena di capire cos’è.

Una macchina per la risonanza magnetica. CC-BY-NC Penn State, via Flickr.

Cominciamo dalle basi. La risonanza magnetica (quella che ci fanno se ci facciamo male al ginocchio, per capirci) sfrutta campi magnetici e la risonanza, cioè reazioni inusuali di un oggetto o materiale ad uno stimolo di una particolare frequenza.

Il classico esempio è spingere qualcuno su un’altalena: spingendo ogni volta che l’altalena arriva a fine corsa, la facciamo più in alto che spingendo in momenti a caso. Semplificando (molto), la risonanza magnetica usa onde radio per spingere atomi di idrogeno, che abbondano in tessuti ricchi di acqua o grasso, tipo il cervello.

I nuclei di idrogeno hanno spin, una proprietà che li fa reagire ai campi magnetici come una bussola. La macchina per la risonanza magnetica applica un forte campo magnetico, allineando gli spin degli atomi, che poi colpisce brevemente con un’onda radio. Se la sua frequenza è quella giusta (chiamata frequenza di risonanza), l’onda rovescia lo spin di alcuni atomi (non gli atomi stessi però!).

Appena l’impulso termina, tutto torna com’era e gli atomi rilasciano un po’ di energia. Registrando queste emissioni con un’antenna si possono distinguere tessuti con diverse quantità d’acqua, ad esempio, diverse parti del cervello, generandone un'immagine.

Schema semplificato del funzionamento della risonanza magnetica. Gli atomi (palline rosse) si allineano al campo magnetico verde, finché l’onda elettromagnetica viola non li investe, rovesciando i poli di alcuni. Appena possono, gli atomi tornano al loro stato iniziale e rilasciano l’energia, che viene registrata dall’antenna blu. Credit: howequipmentworks.com

Per la fMRI si registrano velocemente tantissime di queste immagini. Analizzandole tutte è possibile capire quali parti del cervello sono più attive in ogni momento perché sono quelle dove viene indirizzato più sangue ossigenato, che reagisce alla risonanza in modo leggermente diverso da quello che sta lasciando il cervello.

L’operazione, francamente geniale, richiede un sacco di analisi statistica. Secondo alcuni studi recenti, servirebbe molta cautela e un intenso scrutinio dei software che fanno questa parte del lavoro. In uno studio, ad esempio, un salmone morto sembrava reagire quando gli venivano mostrate foto di persone.

Non vuol dire che la tecnica non sia valida, ma solo che bisogna stare attenti a cosa succede. Questi studi sono importantissimi per la ricerca, perché ci fanno identificare problemi ed errori.

Solo così possiamo essere sicuri di quello che stiamo facendo e di sfruttare appieno i risultati di tecniche spettacolari come la fMRI.

Per saperne di più

 

Foto copertina: SumaLateral Whole Brain Image, CC-BY NIH Image Gallery, via Flickr. Some rights reserved.

Basi lunari!

Marte è, senza dubbio, il prossimo grande obiettivo dell’esplorazione spaziale. Però è davvero lontanissimo, per arrivarci e riuscire a tornare serviranno delle basi là. Questo potrebbe essere un problema: siamo sicuri di saperle costruire? Ed è davvero una buona idea iniziare a farlo su Marte? Perché non piantare le tende sulla Luna prima?

Come mi ha detto Emily Lakdawalla della Planetary Society:

La Luna è il primo obiettivo naturale dell’esplorazione esplorazione oltre la Terra. Presenta molte delle sfide di operare nello spazio profondo, ma non tutte. Sarebbe saggio che nazioni che vogliono iniziare ad avventurarsi oltre la Terra inizino con missioni per la Luna.

Anche se non se ne sente parlare spesso, in realtà più o meno tutti ci stanno lavorando. C’è anche un grosso progetto condiviso tra la NASA, l’agenzia europea ESA e la russa Roscosmos per una base che sostituirebbe progressivamente la Stazione Spaziale Internazionale (ISS).

Costruire una base sulla Luna, per certi versi, è anche più facile che costruire una stazione orbitante. Anzitutto, una base starebbe su una superficie invece che fluttuare in orbita; poi si potrebbe costruirla e rifornirla usando alcuni materiali raccolti sul posto, soprattutto acqua. Poi si possono usare tutta l’esperienza e tutte le tecnologie già sviluppate per la ISS.

Un’interpretazione artistica di come potrebbe essere una base sulla Luna. Credit: NASA

Alcune idee sono… diciamo futuristiche, tipo stampare la base in 3D direttamente là usando robot prima ancora che arrivino gli astronauti. Altre, invece, le stiamo già mettendo in pratica: l’azienda Orbital ATK ha presentato un progetto congiunto con la NASA per una base orbitante per il supporto alle operazioni sulla superficie; sulla ISS hanno provato (con qualche problema iniziale, poi risolto) BEAM, una capsula simile ad una tenda gonfiabile.

A proposito di gonfiabili: sicuri che Marte sia il posto migliore da colonizzare? Sembrerà incredibile, ma Venere potrebbe essere un candidato migliore (anche se meno probabile). Ok, la superficie di Venere è micidiale, ma l’atmosfera è relativamente ospitale, con temperature e pressioni simili a quelle della Terra. Un progetto NASA propone di abitare su dei dirigibili: dei palloni pieni di aria terrestre galleggerebbero nella pesante atmosfera di Venere come palloncini, e starebbero proprio nella zona più ospitale dell’atmosfera.

Insomma, potremmo avere, prima dei campi di patate di Mark Watney, la Città delle Nuvole di Lando Calrissian?

 

Foto copertina: CC0 Wikilmages, via pixabay.com