Misurare la taglia delle galassie con le reti neurali

L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE AL SERVIZIO DELL’ASTRONOMIA

È la prima volta che questa tecnica viene applicata su dati raccolti da Terra, dimostrando che le reti neurali sono molto più veloci e accurate rispetto a tecniche tradizionali e rappresentano il futuro per misurare oggetti astronomici nelle campagne osservative su grandi porzioni di cielo. L’articolo è stato pubblicato su The Astrophysical Journal

  Ufficio stampa Inaf – 25/04/2022

Nell’immagine un esempio grafico di rete neurale convoluzionale. Queste reti, tramite l’intelligenza artificiale, imparano a misurare galassie simulate di cui si conoscono le grandezze fisiche legate alla loro distribuzione della luce come luminosità totale, dimensione e forma. In questo modo, analizzando le galassie reali, le reti addestrate riescono a stimare le stesse quantità fisiche attraverso la somiglianza del loro aspetto con le galassie simulate. Una parte importante di questo processo, per cui le GaLNet sono risultate particolarmente performanti, è stata l’accuratezza con cui sono state riprodotte le condizioni osservative nelle galassie simulate, che anche all’occhio più esperto appaiono indistinguibili da quelle reali. Sullo sfondo la galassia reale e vicino la galassia come appare dopo la simulazione. Crediti: Li/Napolitano/Tortora/Kids-collaboration/Eso

Un gruppo internazionale di scienziati, tra cui alcuni dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), ha usato l’intelligenza artificiale per misurare le dimensioni di galassie distanti fino a circa sette miliardi di anni luce dalla Terra. Come dei veri e propri “sarti galattici”, i ricercatori – coordinati da Nicola R. Napolitano, professore ordinario presso la Sun Yat-sen University (Cina) – hanno sviluppato una rete neurale convoluzionale per determinare i parametri strutturali delle galassie, in particolare le loro dimensioni. La rete neurale ha il vantaggio di “misurare” queste grandezze molto più velocemente rispetto ai metodi tradizionali, che si basano su tecniche computazionali più lente. Si tratta di uno strumento fondamentale per analizzare l’enorme mole di dati che arriverà in futuro da telescopi come Rubin e Euclid, che osserveranno un terzo dell’intera volta celeste. I risultati di queste ricerche sono stati pubblicati oggi sulla rivista The Astrophysical Journal.

«Come un sarto ha l’occhio e l’esperienza per determinare la taglia di una persona per poi confezionare il vestito perfetto, così l’astronomo ha bisogno di conoscere la forma e la taglia delle galassie, che rappresentano informazioni cruciali per capirne la struttura e ricostruire i modelli per spiegare la loro storia evolutiva», racconta Crescenzo Tortora, ricercatore all’Inaf di Napoli e coautore dell’articolo. Tortora ha contribuito in questi anni allo sviluppo di queste tecniche anche per trovare lenti gravitazionali. 

La rete neurale al centro di questo studio si chiama GalNet (Galaxy light profile convolutional neural network). È la prima volta al mondo che questa tecnica è stata applicata su dati da Terra, dimostrando che l’intelligenza artificiale, molto più veloce e accurata delle tecniche usuali, rappresenta il futuro per questo tipo di misure nelle survey a grande campo, sia da Terra (Rubin/Lsst) che dallo spazio (Euclid), che permetteranno di osservare miliardi di galassie. Questi enormi database, alla cui costruzione i ricercatori italiani forniranno un contributo fondamentale proprio grazie all’intelligenza artificiale, permetteranno di studiare i processi fisici che hanno guidato l’evoluzione delle galassie dalle epoche primordiali dell’universo fino a oggi.

Le galassie più massicce hanno dimensioni che variano molto in funzione della massa: è per esempio il caso delle galassie ellittiche con masse da 10 miliardi di masse solari in su. A questo va aggiunto un dato importante, cioè che le dimensioni di determinate galassie variano col passare del tempo cosmico, e sono cambiate fino a 4 volte negli ultimi 10 miliardi di anni. La variazione di dimensioni può essere spiegata attraverso il fenomeno del merging di galassie, ovvero la fusione tra galassie di simile massa e dimensione (major merger) o di massa e dimensioni molto minori (minor merger). Questo ultimo tipo di fusione sembra essere il processo più accreditato per spiegare la forte evoluzione delle dimensioni galattiche. 

«Nel corso degli ultimi anni», spiega il primo autore del lavoro, Rui Li, «abbiamo sviluppato delle reti neurali artificiali convoluzionali, e cioè dei software che riproducono le connessioni neurali all’interno della corteccia visiva animale, per trovare lenti gravitazionali, rari eventi che si manifestano quando la luce di una galassia lontana viene deflessa dal campo gravitazionale di una galassia (lente) più vicina. Queste galassie vengono individuate attraverso il riconoscimento di forme particolari, come immagini multiple, archi e anelli, immagini deformate della sorgente lontana. Abbiamo esteso la nostra analisi, elaborando una rete neurale capace di riprodurre dei parametri caratteristici delle galassie. Questa tecnica di machine learning (apprendimento automatico) si basa sull’addestramento della rete ottenuto fornendole degli esempi di cosa dovrà determinare, in questo caso immagini simulate di galassie con valori noti di alcuni parametri caratteristici. Abbiamo quindi simulato delle galassie con dei modelli analitici, detti modelli di Sérsic, e abbiamo poi insegnato alla rete a ottenere i parametri di questi modelli, tra i quali il raggio che contiene metà luce (che è collegato alla dimensione delle galassie), la pendenza del profilo di luce, l’ellitticità, e la luce totale della galassia».

«Abbiamo utilizzato le reti neurali convoluzionali per fare qualcosa che non era stato fatto prima», sottolinea Napolitano. «Il seeing atmosferico, ossia l’effetto di sfocamento dovuto alla turbolenza atmosferica che devia il percorso dei raggi luminosi provenienti dallo spazio, varia sistematicamente da galassia a galassia nelle immagini raccolte dai nostri telescopi. Abbiamo addestrato la nostra rete neurale ad imparare non solo le proprietà della galassia in analisi, ma anche del seeing più appropriato nella regione di cielo nella quale si trova. Siamo riusciti, in questo modo, a ottenere parametri strutturali delle galassie con un’accuratezza simile a quella che si otterrebbe portando lo stesso telescopio fuori dall’atmosfera».

Lo sviluppo di questa rete neurale è stato possibile anche grazie ai dati della survey Kids@Vst, concepita dall’Inaf di Napoli. Napolitano ha iniziato questo tipo di attività quando era ricercatore dell’Inaf. 

«Nel prossimo futuro», aggiunge Tortora, «i telescopi Euclid e Rubin ci presenteranno dati nelle frequenze ottiche ed infrarosse per milioni se non miliardi di galassie. Il nostro lavoro dimostra che, una volta addestrata la rete, potremo determinarne la taglia velocemente e in maniera precisa. Queste analisi forniranno informazioni mai avute prima sulle proprietà strutturali di galassie di diversa massa, in ammassi, gruppi o isolate nell’universo, e a diverse epoche cosmiche, per tracciare i processi evolutivi che le hanno portate ad essere le galassie che sono, dal loro primo vagito, fino a quando diventeranno anziane e stanche». 

L’intelligenza artificiale è una tecnica sorprendente che evoca immagini di film di fantascienza, ma fa parte pienamente della nostra realtà: è uno strumento come altri per fare scienza. «Noi lo abbiamo usato per misurare le dimensioni delle galassie, lo faremo per miliardi di galassie, per capire come sono nate e come sono cresciute, e come sono arrivate ad essere le galassie che vediamo», conclude Tortora.

Per saperne di più:

• Leggi il preprint dell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal “GAlaxy Light profile convolutional neural NETworks (GaLNets). I. fast and accurate structural parameters for billion galaxy samples”, di R. Li, N. R. Napolitano, N. Roy, C. Tortora, F. La Barbera, A. Sonnenfeld, C. Qiu e S. Liu

Intelligenza artificiale per studiare le galassie

Servizio di Simona Tanzini andato in onda nella puntata del 29 aprile 2022 di Tgr Leonardo

Data: 29/04/2022

Addio al grande astronomo pontificio padre George Coyne

Di redazione -13/02/2020

È morto il sacerdote gesuita statunitense George Coyne, che si era guadagnato l’appellattivo di “astronomo del Papa”. Era stato per 28 anni direttore della Specola Vaticana, l’osservatorio astronomico della Chiesa cattolica situato a Castel Gandolfo, che durante il suo lungo mandato ha creato una succursale sul monte Graham in Arizona.

L’astronomo di fama internazionale è deceduto martedì sera all’Upstate University Hospital di Syracuse, nello Stato di New York, in seguito ad un tumore, all’età di 87 anni. Fino a pochi mesi fa è stato a capo di un team di ricercatori astronomici dell’Università dell’Arizona.

L’annuncio della scomparsa, come riferisce l’AdnKronos, è stato dato su Twitter dalla Specola Vaticana, ricordando padre Coyne come “esempio di leader carismatico e di scienziato nonché di divulgatore. Sotto di lui la Specola si è modernizzata. Che riposi nella pace del Signore!”.

L’astronomo gesuita fu chiamato alla guida della Specola Vaticana nel settembre 1978 per volere di Papa Giovanni Paolo I e confermato dal suo successore Giovanni Paolo II, rimanendo in carica fino al 2006. Fu proprio su consiglio di Coyne che durante il suo pontificato Karol Wojtyla aprì in maniera decisa il confronto tra fede e scienza, che poi portò alla riabilitazione ecclesiastica del grande astronomo pisano Galileo Galilei, che era stato costretto all’abiura delle sue idee scientifiche dal Sant’Uffizio. Giovanni Paolo II ammise gli errori dell’Inquisizione su Galilei e affermò che lo scienziato “ebbe a soffrire molto nelle mani della Chiesa”.

Parallelamente all’attività di ricerca astronomica George Coyne ha coltivato anche interessi nel campo della filosofia e della storia della scienza che lo hanno portato nel 1983 alla fondazione della collana di pubblicazioni “Studi Galileiani”. Questa rivista, la prima ad essere dedicata esclusivamente a ricerche storiche su Galileo, ha rappresentato un foro internazionale in cui specialisti di tutto il mondo si sono incontrati per discutere l’opera e il pensiero di colui che ha posto le basi della scienza moderna.

Padre Coyne ha fatto parte della Commissione di Studio del Caso Galileo istituita da Giovanni Paolo II nel 1981, dirigendone il gruppo di lavoro scientifico-epistemologico. La Commissione ha presentato le conclusioni sul caso nel 1992, arrivando alla completa riabilitazione di Galileo, con le indicazioni fatte proprie dall’allora cardinale Joseph Ratzinger, prefetto della Congregazione della Dottrina della Fede, l’ex Sant’Uffizio.

“La Specola Vaticana è molto rattristata per la morte di p. George V. Coyne, S.J. direttore della Specola Vaticana dal 1979 al 2006. Esempio di leader carismatico e di scienziato nonchè di divulgatore. Sotto di lui la Specola si è modernizzato. Che riposi nella pace del Signore!”, hanno scritto i suoi confratelli su Twitter.

Nato il 19 gennaio 1933 a Baltimora, nel Maryland (Usa), George V. Coyne entrò a far parte della Compagnia di Gesù all’età di 18 anni e fu ordinato sacerdote nel 1965. Dopo gli studi teologici al Woodstock College, si laureò in matematica nel 1958 alla Fordham University di New York e nel 1962 ottenne il dottorato in astronomia alla Georgetown University di Washington. Tra il 1963 e il 1976 ha lavorato come astronomo al Lunar and Planetary Laboratory dell’Università dell’Arizona, dove nei quattro anni successivi e’ stato ricercatore e professore al Dipartimento di Astronomia, di cui fra il 1979 e il 1980 è stato direttore.

Quale direttore della Specola ha promosso l’istituzione a Tucson, in Arizona, della sezione osservativa della Specola Vaticana, installando sul Monte Graham un telescopio con specchio da 1.80 metri che ha costituito il prototipo delle ottiche astronomiche di nuova tecnologia che sono anche state utilizzate per il telescopio italo-americano Lbt con due specchi di 8 metri, collocato sulla stessa montagna.

Come astronomo padre Coyne ha svolto indagini sulla natura delle atmosfere estese che formano un tipo di involucro intorno a stelle giovani o che stanno ancora nascendo. Autore di più di 150 pubblicazioni scientifiche ha curato inoltre l’edizione di vari libri. Tra i suoi volumi: “Faith and knowledge. Toward a new meeting of science and theology” (Libreria Editrice Vaticana, 2007); “L’universo e il senso della vita. Un ateo e un credente: due uomini di scienza a confronto” (con Edoardo Boncinelli, San Paolo Edizioni, 2008); “Un universo comprensibile. Interazione tra scienza e teologia” (con Michael Heller, Springer Verlag, 2009); “L’inizio e la fine dell’universo. Orientamenti scientifici, filosofici e teologici” (con Louis Caruana e Lubos Rojka, Pontificio Istituto Biblico, 2016).

Oltre a far parte di varie società scientifiche, era membro dell’Accademia Pontificia delle Scienze. Ha ottenuto lauree ad honorem da prestigiose università e nel 2009 gli è stato assegnato il premio George Van Biesbroeck dell’American Astronomical Society in riconoscimento della “ricchezza dei suoi contributi scientifici, per il ruolo di organizzatore della Scuola estiva dell’Osservatorio Vaticano e del suo ruolo fondamentale nel mantenere aperto il dialogo tra scienza e fede”.

Fonte: AdnKronos

LA MATERIA OSCURA ATTACCA LE GALASSIE A SPIRALE PIÙ MASSICCE PER SPEZZARE LA VELOCITÀ

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17 ottobre 2019 10:00 (EDT)  ID versione: 2019-54 

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Probabilmente non l’hai mai notato, ma il nostro sistema solare si sta muovendo con un certo ritmo. Le stelle nelle aree esterne della Via Lattea, incluso il nostro Sole, orbitano a una velocità media di 130 miglia al secondo. Ma questo non è nulla in confronto alle più grandi galassie a spirale. Le “super spirali”, che sono più grandi, più luminose e più massicce della Via Lattea, ruotano ancora più velocemente del previsto per la loro massa, a velocità fino a 350 miglia al secondo.

La loro rapida rotazione è il risultato di stare seduti all’interno di una nuvola straordinariamente massiccia, o alone, di materia oscura – materia invisibile rilevabile solo attraverso la sua gravità. La più grande “super spirale” studiata qui risiede in un alone di materia oscura che pesa almeno 40 trilioni di volte la massa del nostro Sole. L’esistenza di super spirali fornisce ulteriori prove del fatto che una teoria alternativa della gravità nota come Dinamica Newtoniana modificata, o MOND, sia errata.
Mosaico di super spirali

Quando si tratta di galassie, quanto è veloce? La Via Lattea, una galassia a spirale media, gira a una velocità di 130 miglia al secondo (210 km / sec) nel nostro quartiere del Sole. Una nuova ricerca ha scoperto che le galassie a spirale più massicce ruotano più velocemente del previsto. Queste “super spirali”, la più grande delle quali pesa circa 20 volte di più della nostra Via Lattea, ruotano a una velocità fino a 350 miglia al secondo (570 km / sec).

Le super spirali sono eccezionali in quasi tutti i modi. Oltre ad essere molto più massicci della Via Lattea, sono anche più luminosi e di dimensioni fisiche maggiori. La più grande portata 450.000 anni luce rispetto al diametro di 100.000 anni luce della Via Lattea. Ad oggi sono note solo circa 100 super spirali. Le super spirali sono state scoperte come un’importante nuova classe di galassie mentre studiavano i dati dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS) e del NASA / IPAC Extragalactic Database (NED).

“Le super spirali sono estreme sotto molti aspetti”, afferma Patrick Ogle dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, nel Maryland. “Rompono i record per le velocità di rotazione.”

Ogle è il primo autore di un articolo che è stato pubblicato il 10 ottobre 2019 su Astrophysical Journal Letters . Il documento presenta nuovi dati sulle velocità di rotazione delle super spirali raccolte con il Southern African Large Telescope (SALT), il più grande singolo telescopio ottico nell’emisfero meridionale. Ulteriori dati sono stati ottenuti utilizzando il telescopio Hale di 5 metri dell’Osservatorio Palomar, gestito dal California Institute of Technology. I dati della missione WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) della NASA sono stati cruciali per misurare le masse di galassie in stelle e i tassi di formazione stellare.

Riferendosi al nuovo studio, Tom Jarrett dell’Università di Cape Town, in Sudafrica, afferma: “Questo lavoro illustra magnificamente la potente sinergia tra osservazioni ottiche e infrarosse delle galassie, rivelando i movimenti stellari con la spettroscopia SDSS e SALT e altre proprietà stellari – in particolare la massa stellare o “spina dorsale” delle galassie ospiti – attraverso l’imaging a infrarossi medi WISE “.

La teoria suggerisce che le super spirali ruotano rapidamente perché si trovano all’interno di nuvole o aloni incredibilmente grandi di materia oscura. La materia oscura è stata collegata alla rotazione delle galassie per decenni. L’astronoma Vera Rubin è stata pioniera nel lavoro sui tassi di rotazione delle galassie, dimostrando che le galassie a spirale ruotano più velocemente di quanto dovrebbe essere se la loro gravità fosse dovuta esclusivamente alle stelle e al gas costituenti. Un’ulteriore sostanza invisibile nota come materia oscura deve influenzare la rotazione delle galassie. Una galassia a spirale di una data massa in stelle dovrebbe ruotare a una certa velocità. Il team di Ogle scopre che le super spirali superano significativamente la velocità di rotazione prevista.

Le spirali super risiedono anche in aloni di materia oscura più grandi della media. L’alone più massiccio misurato da Ogle contiene abbastanza materia oscura da pesare almeno 40 trilioni di volte tanto quanto il nostro Sole. Quella quantità di materia oscura normalmente contiene un gruppo di galassie anziché una singola galassia.

“Sembra che la rotazione di una galassia sia determinata dalla massa del suo alone di materia oscura”, spiega Ogle.

Il fatto che le super spirali rompano la solita relazione tra la massa della galassia in stelle e la velocità di rotazione è una nuova prova contro una teoria della gravità alternativa nota come Newtonian Dynamics o MOND. MOND propone che sulle scale più grandi come galassie e ammassi di galassie, la gravità è leggermente più forte di quanto previsto da Newton o Einstein. Ciò causerebbe, ad esempio, che le regioni esterne di una galassia a spirale ruotino più velocemente di quanto altrimenti previsto in base alla sua massa di stelle. MOND è progettato per riprodurre la relazione standard nelle velocità di rotazione delle spirali, quindi non può spiegare valori anomali come le super spirali. Le osservazioni a spirale super suggeriscono che non è richiesta alcuna dinamica non newtoniana.

Nonostante siano le galassie a spirale più massicce dell’universo, le super spirali sono in realtà sottopeso in stelle rispetto a quanto ci si aspetterebbe dalla quantità di materia oscura che contengono. Ciò suggerisce che l’enorme quantità di materia oscura inibisce la formazione stellare. Ci sono due possibili cause: 1) Qualsiasi gas aggiuntivo che viene tirato nella galassia insieme si schianta e si riscalda, impedendogli di raffreddarsi e formare stelle, o 2) La rapida rotazione della galassia rende più difficile il collasso delle nuvole di gas, si chiama influenza della forza centrifuga.

“Questa è la prima volta che troviamo galassie a spirale che sono le più grandi che si possano mai ottenere”, dice Ogle.

Nonostante queste influenze dirompenti, le super spirali sono ancora in grado di formare stelle. Sebbene le più grandi galassie ellittiche formassero tutte o la maggior parte delle loro stelle più di 10 miliardi di anni fa, le super spirali stanno ancora formando stelle oggi. Convertono circa 30 volte la massa del Sole in stelle ogni anno, il che è normale per una galassia di quelle dimensioni. In confronto, la nostra Via Lattea forma circa una massa solare di stelle all’anno.

Ogle e il suo team hanno proposto ulteriori osservazioni per aiutare a rispondere alle domande chiave sulle super spirali, comprese osservazioni progettate per studiare meglio il movimento di gas e stelle all’interno dei loro dischi. Dopo il suo lancio nel 2021, il James Webb Space Telescope della NASA potrà studiare super spirali a grandi distanze e di conseguenza di età più giovane per imparare come si evolvono nel tempo. E la missione WFIRST della NASA può aiutare a localizzare più super spirali, che sono estremamente rare, grazie al suo ampio campo visivo.

Lo Space Telescope Science Institute sta espandendo le frontiere dell’astronomia spaziale ospitando il centro operativo scientifico del telescopio spaziale Hubble, il centro scientifico e operativo del James Webb Space Telescope e il centro operativo scientifico per il futuro Wide Field Infrared Survey Telescope ( WFIRST). La STScI ospita anche l’Archivio Mikulski per telescopi spaziali (MAST) che è un progetto finanziato dalla NASA per supportare e fornire alla comunità astronomica una varietà di archivi di dati astronomici ed è il deposito di dati per Hubble, Webb, Kepler, K2, TESS missioni e altro ancora.

PAROLE CHIAVE:GALASSIE GALASSIE A SPIRALE

CONTATTO: Christine Pulliam
Space Telescope Science Institute, Baltimora, Maryland
410-338-4366
cpulliam@stsci.edu

LINK CORRELATI:L’articolo scientifico di P. Ogle et al.

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Mosaico di super spirali

Mosaic of Super Spirals (Annotated)

Torna il Calendario CFHT-Coelum nella nuova edizione 2020!

Dodici spettacolari soggetti celesti in grado di farti volare tutti i mesi tra le stelle. Ecco il calendario 2019, frutto della collaborazione con il grande Canada France Hawaii Telescope (CFHT) delle Hawaii.

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I Soggetti del Calendario 2020

Gennaio: The Dolphin Nebula
Febbraio: Leo II group of galaxies
Marzo: Open star cluster Messier 7
Aprile: Face-on spiral galaxy NGC 3486
Maggio: The California nebula
Giugno: Open star cluster Messier 46
Luglio: Star formation region NGC 1333
Agosto: Reflection nebula IC 447
Settembre: Spiral galaxy NGC 4380
Ottobre: Emission nebula Sh2-140
Novembre: Reflection nebula NGC 1788
Dicembre: The Crescent nebula

Produzione

Edizioni Scientifiche Coelum e Canada-France-Hawaii Telescope, 2019.
@ CFHT/Coelum
All images by J.C. Cuillandre (CFHT) & Giovanni Anselmi.

Note Tecniche

Formato 30×42; 16 pagine
Confezione a spirale
Carta plastificata di grande pregio per una perfetta riproduzione dei colori e dei dettagli.

HUBBLE CATTURA LO SGUARDO SPETTRALE DELLE GALASSIE

28 ottobre 2019 10:00 (EDT)  ID rilascio: 2019-51 

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SOMMARIO

‘FACCIA’ DALL’ASPETTO MINACCIOSO FORMATA DA UN TITANICO SMASHUP TRA DUE GALASSIE

L’universo è un calderone gorgogliante di materia ed energia che si sono mescolati insieme per miliardi di anni per creare una miscela di nascita e distruzione delle streghe.

Tempeste di fuoco di nascita di stelle che attraversano il cielo. Stelle morenti che scuotono il tessuto stesso dello spazio in esplosioni titaniche. Fasci di energia simili a stelle della morte che esplodono da buchi neri sovraffollati quasi alla velocità della luce. Grandi galassie che divorano compagni più piccoli, come Pac-Men cosmici. Colossali collisioni tra galassie che lanciano stelle attorno come palle da biliardo rotte. Hubble li ha visti tutti.

Questo caos compulsivo nello spazio può produrre forme dall’aspetto strano che assomigliano a creature inquietanti che sembrano evocate in storie del paranormale. Tra questi c’è l’oggetto in questa nuova immagine di Hubble.

L’istantanea rivela quella che sembra una strana coppia di occhi luminosi che fissano minacciosamente nella nostra direzione. Gli “occhi” penetranti sono la caratteristica più importante di ciò che ricorda il volto di una creatura ultraterrena. Questo oggetto spaventoso è in realtà il risultato di una titanica collisione frontale tra due galassie.

Ogni “occhio” è il nucleo luminoso di una galassia, il risultato di una galassia che si schianta contro un’altra. Il contorno del viso è un anello di giovani stelle blu. Altri gruppi di nuove stelle formano naso e bocca.

Il sistema è catalogato come Arp-Madore 2026-424, dal “Catalogo delle galassie e delle associazioni peculiari meridionali”.

Sebbene le collisioni tra galassie siano comuni, specialmente nel giovane universo, la maggior parte di esse non è un incidente frontale, come la collisione che probabilmente ha creato questo sistema Arp-Madore. L’incontro violento conferisce al sistema una struttura ad “anello” di arresto per un breve lasso di tempo, circa 100 milioni di anni. Le due galassie si fonderanno completamente in circa 1-2 miliardi di anni, nascondendo il loro passato disordinato.
AM 2026-424

Quando gli astronomi scrutano profondamente nello spazio, non si aspettano di trovare qualcosa che li fissi.

In questa nuova immagine del telescopio spaziale Hubble, una strana coppia di occhi luminosi brilla minacciosamente nella nostra direzione. Gli “occhi” penetranti sono la caratteristica più importante di ciò che ricorda il volto di una creatura ultraterrena.

Ma questa non è un’apparizione spettrale. Hubble sta osservando una titanica collisione frontale tra due galassie.

Ogni “occhio” è il nucleo luminoso di una galassia, uno dei quali si è schiantato contro un altro. Il contorno del viso è un anello di giovani stelle blu. Altri gruppi di nuove stelle formano naso e bocca. L’intero sistema è catalogato come Arp-Madore 2026-424 (AM 2026-424), dal “Catalogo delle galassie e delle associazioni peculiari meridionali”.

Sebbene le collisioni tra galassie siano comuni, specialmente nel giovane universo, la maggior parte di esse non è un incidente frontale, come la collisione che probabilmente ha creato questo sistema Arp-Madore. L’incontro violento conferisce al sistema una struttura ad “anello” di arresto per un breve lasso di tempo, circa 100 milioni di anni. Lo schianto tirò e allargò i dischi di gas, polvere e stelle delle galassie verso l’esterno. Questa azione ha formato l’anello di intensa formazione stellare che modella il naso e il viso.

Le galassie ad anello sono rare; solo poche centinaia di loro risiedono nel nostro più grande quartiere cosmico. Le galassie devono scontrarsi con l’orientamento giusto per creare l’anello. Le galassie si fonderanno completamente in circa 1-2 miliardi di anni, nascondendo il loro passato disordinato.

Anche la giustapposizione fianco a fianco dei due rigonfiamenti centrali delle stelle di entrambe le galassie è insolita. Poiché i rigonfiamenti che fanno apparire gli occhi delle stesse dimensioni, è la prova che nell’incidente sono state coinvolte due galassie di proporzioni quasi uguali, piuttosto che collisioni più comuni in cui piccole galassie vengono divorate dai loro vicini più grandi.

Hubble ha osservato questo esclusivo sistema come parte di un programma di “istantanea” che sfrutta occasionalmente lacune nel programma di osservazione del telescopio per comprimere altre immagini.

Gli astronomi intendono utilizzare questo innovativo programma Hubble per dare un’occhiata da vicino a molte altre galassie insolite che interagiscono. L’obiettivo è quello di compilare un solido campione di galassie interagenti vicine, che potrebbero offrire informazioni su come le galassie sono cresciute nel tempo attraverso fusioni galattiche. Analizzando queste osservazioni dettagliate di Hubble, gli astronomi potrebbero quindi scegliere quali sistemi sono gli obiettivi principali per il follow-up con James Webb Space Telescope della NASA, il cui lancio è previsto per il 2021.

L’astronomo Halton Arp pubblicò il suo compendio di 338 galassie interagenti dall’aspetto insolito nel 1966. In seguito collaborò con l’astronomo Barry Madore per estendere la ricerca di incontri galattici unici nel cielo meridionale. Diverse migliaia di galassie sono elencate in quell’indagine, pubblicata nel 1987.

L’immagine di Hubble di AM 2026-424 è stata scattata il 19 giugno 2019, in luce visibile da Advanced Camera for Surveys. Il sistema risiede a 704 milioni di anni luce dalla Terra.

CREDITI:NASA , ESA e J. Dalcanton, BF Williams e M. Durbin (Università di Washington)

PAROLE CHIAVE:GALASSIE INTERAGENTI GALASSIE

CONTATTO:Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimora, Maryland
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Julianne Dalcanton /
Università Ben Williams di Washington, Seattle, Washington
jd@astro.washington.edu / ben@astro.washington.edu

LINK CORRELATI:

Portale Hubble della NASA
Comunicato stampa di Hubble-Europa

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AM 2026-424

Bussola Immagine di AM 2026-424

HUBBLE DELLA NASA CATTURA UNA DOZZINA DI DOPPELGANGER GALAXY

07 novembre 2019 14:00 (EST)  ID di rilascio: 2019-58

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SOMMARIO

LO SPAZIO DEFORMATO CREA UNA FANTASTICA VISTA SUL CALEIDOSCOPIO DELLA GALASSIA LONTANA

Lo “specchio da luna park” ha deliziato gli spettatori di carnevale per oltre un secolo trasformando le immagini delle persone in forme selvaggiamente distorte. Il suo prolifico inventore, Charles Frances Ritchel, lo definì “Laugh-O-Graphs di Ritchel”. Tuttavia, non c’era nulla di divertente – ma piuttosto pratico – sulle immagini deformate per quanto riguardava Albert Einstein. Nello sviluppo della sua teoria generale della relatività, Einstein immaginava l’universo come un grande specchio da teatro causato da rughe nello stesso tessuto dello spazio.

Questa recente immagine di Hubble mostra una galassia soprannominata “Arco di Sunburst” che è stata divisa in un’illusione caleidoscopica di non meno di 12 immagini formate da un enorme ammasso di galassie in primo piano a 4,6 miliardi di anni luce di distanza.

Ciò dimostra magnificamente la previsione di Einstein secondo cui la gravità di enormi oggetti nello spazio dovrebbe piegare la luce in un modo analogo a uno specchio da luna park. La sua idea di deformazione spaziale fu infine provata nel 1919 da osservazioni di un’eclissi solare in cui si poteva misurare la flessione dello spazio da parte del sole. Un’ulteriore previsione era che la deformazione avrebbe creato una cosiddetta “lente gravitazionale” che, oltre alla distorsione, avrebbe aumentato le dimensioni e la luminosità apparenti di oggetti di sfondo distanti.

Fu solo nel 1979 che la prima lente gravitazionale fu confermata. Una galassia altrimenti oscura ha diviso e amplificato la luce di un lontano quasar situato molto indietro in una coppia di immagini. Molto più di una novità di carnevale spaziale, oggi le osservazioni di lente gravitazionale vengono comunemente utilizzate per trovare pianeti attorno ad altre stelle, ingrandire le galassie molto distanti e mappare la distribuzione di “materia oscura” altrimenti invisibile nell’universo.
PSZ1 G311.65-18.48

Questa foto del NASA Hubble Space Telescope rivela un caleidoscopio cosmico di una galassia remota, che è stato diviso in più immagini da un effetto chiamato lente gravitazionale.

La lente gravitazionale significa che l’ammasso di galassie in primo piano è così massiccio che la sua gravità distorce il tessuto dello spazio-tempo, piegando e ingrandendo la luce dalla galassia più distante dietro di esso. Questo effetto “specchio da luna park” non solo allunga l’immagine della galassia di sfondo, ma crea anche più immagini della stessa galassia.

Il fenomeno del lensing produce almeno 12 immagini della galassia di sfondo, distribuite su quattro archi principali. Tre di questi archi sono visibili nella parte in alto a destra dell’immagine, mentre un controsoffitto è visibile in basso a sinistra, parzialmente oscurato da una stella luminosa in primo piano all’interno della Via Lattea.

La galassia, soprannominata Arco di Sunburst, dista quasi 11 miliardi di anni luce dalla Terra ed è stata messa a fuoco in più immagini da un enorme ammasso di galassie in primo piano distante 4,6 miliardi di anni luce.

Hubble usa queste lenti d’ingrandimento cosmiche per studiare oggetti che altrimenti sarebbero troppo deboli e troppo piccoli anche per i suoi strumenti straordinariamente sensibili. L’arco di Sunburst non fa eccezione, nonostante sia una delle galassie con le lenti gravitazionali più luminose conosciute.

L’obiettivo rende le immagini dell’arco di Sunburst che sono tra 10 e 30 volte più luminose di quanto la galassia di sfondo normalmente apparirebbe. L’ingrandimento consente a Hubble di visualizzare strutture di soli 520 anni luce che sarebbero troppo piccole per essere visualizzate senza l’effetto turbo dall’effetto lente. Le strutture assomigliano alle regioni che formano le stelle nelle galassie vicine nell’universo locale, consentendo agli astronomi di fare uno studio dettagliato della galassia remota e del suo ambiente.

Le osservazioni di Hubble mostrano che l’Arco di Sunburst è simile alle galassie che esistevano molto prima nella storia dell’universo, forse solo 150 milioni di anni dopo il Big Bang.

PAROLE CHIAVE:CLUSTER DIGALASSIE CONLENTE GRAVITAZIONALE GALASSIE / QUASAR ATTIVI 

CONTATTO:Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimora, Md.
410-338-4514
villard@stsci.edu

Emil Rivera-Thorsen
Institute of Theoretical Astrophysics, Oslo, Norvegia
+46 737 703 603
emil.rivera-thorsen@astro.uio.no

Håkon Dahle
Institute of Theoretical Astrophysics, Oslo, Norvegia
+47 93266331
hakon.dahle@astro.uio.no

LINK CORRELATI:

Portale Hubble della NASA
Comunicato stampa di Hubble-Europa

STAMPA IMMAGINI

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Un Viaggio Verso la fine dell’Universo

IL LATO POSITIVO

12 ott 2019

Che cosa ci succederà tra qualche centinaio di anni? O mille? E quando finirà l’Universo? Come diamine faccio io a saperlo? Ehi, nessuno lo sa con certezza, ma possiamo raccogliere tutte le teorie esistenti e scoprirlo insieme. Tra 100 anni, Tra un secolo, gli umani saranno la prima specie vivente al di fuori della Terra. Tra 1.000 anni, l’umanità avrà accettato la tecnologia, non solo come parte integrante della quotidianità, ma anche all’interno del proprio corpo. Hai mai sentito parlare dei cyborg? Se per te è troppo fantascientifico, beh, preparati: è esattamente quello che diventeremo. Fra 100.000 anni molte delle costellazioni che conosciamo diventeranno irriconoscibili a causa del movimento naturale delle stelle. E proprio nello stesso momento, la Terra celebrerà l’evento con un’eruzione super-vulcanica, con magma caldo e cenere che ricopriranno migliaia e migliaia di miglia di chilometri quadrati….

Segnalibri:

Colonizzazione di Marte 0:37
Diventeremo cyborg? 1:01
Un’eruzione super-vulcanica 1:56
Distruzione di massa sulla Terra 2:17
L’esplosione di Betelgeuse 2:34
Cosa succederà a Marte? 2:45
Quando cesserà di esistere la vita sul nostro pianeta? 3:25
La nascita di una nuova galassia 3:54
Non ci saranno più nuove stelle 4:53
L’era del declino 5:10
L’era del buco nero 6:43
L’era in cui il tempo non conta 7:21
La nascita di un nuovo universo 8:07

SOMMARIO:

– Tra 100 anni, Tra un secolo, gli umani saranno la prima specie vivente al di fuori della Terra.
– E andiamo a … 10.000 anni da oggi. Antares, la stella supergigante rossa, che è la quindicesima più luminosa nel nostro universo, esploderà in una supernova.
– Fra 100.000 anni molte delle costellazioni che conosciamo diventeranno irriconoscibili a causa del movimento naturale delle stelle.
– Tra 500.000 anni, il nostro pianeta sarà colpito da un enorme masso: un asteroide di circa 800 metri di diametro. Se non troveremo un modo per evitare l’impatto, causerà una distruzione di massa sulla Terra
– In 1 milione di anni, su Urano due lune di su quattro si scontreranno, causando il caos.
– Solo 400.000 anni dopo, Phobos, uno dei due satelliti di Marte, si spezzerà a causa della gravità crescente e il pianeta rosso avrà una serie di anelli, proprio come Saturno.
– Tra 110 milioni di anni il Sole diventerà più luminoso dell’1%. Cambierà il clima su ogni pianeta del sistema solare, rendendolo molto più caldo.
– Tra 4 miliardi di anni la galassia della Via Lattea si scontrerà con la galassia di Andromeda.
– Tra 7,9 miliardi di anni, il Sole aumenterà trasformandosi in un gigante rosso, inghiottendo i pianeti più vicini. Compreso quel pezzo di roccia rovente che una volta era la Terra.
– Tra 100 miliardi di anni, l’Universo si allungherà così tanto e così velocemente che le galassie non si vedranno nemmeno più.
– Tra 1 trilione di anni, nuove stelle smetteranno di apparire nello spazio.
– Tra 100 trilioni di anni inizierà l’era del declino. Senza carburante, le nuove stelle smetteranno del tutto di formarsi, anche se qualche tentativo ci sarà.
– Tra 120 trilioni di anni, al posto delle stelle normali resteranno solo le stelle nane bianche e marroni.
– Tra 1 quadrilione di anni, tutti i pianeti verranno espulsi dalle loro orbite e inviati alla deriva, nel freddo e buio dello spazio esterno.
– Tra 1 quintilione di anni ciò che una volta erano stelle verranno espulse dalle loro galassie, vagando nell’Universo vuoto per il resto dei millenni.
– Ora, per quintilioni di quintilioni di anni, non ci sarà più nulla; questo periodo si chiama Era Oscura, e il tempo non avrà più importanza.
– Il falso vuoto si è appena gonfiato, si è riscaldato raggiungendo temperature estreme, esplodendo nello spazio vuoto e riempendolo di nuova energia.
– Dando vita a un nuovo universo, e forse non soltanto uno solo. Conosci questo evento come il Big Bang. Ecco come è nato il nostro Universo e come probabilmente rinascerà dopo miliardi e miliardi di anni.

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5 incredibili oggetti nell’Universo, che nessuno è in grado di spiegare

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Vi sono oggetti nell’Universo che, a tutt’oggi, rappresentano un grande mistero per l’umanità. Oggi te ne farò conoscere 5 che, incredibilmente, la scienza non è ancora stata in grado di spiegare.

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