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Marco Castellani

@caelora / caelora.blog

Vita e pensieri di un astrofisico vulnerabile.

Esiste un momento, guardando queste simulazioni, in cui il cosmo smette di essere un asettico insieme di numeri e torna a essere ciò che è realmente, una storia.

TNG50, una grande simulazione dell’evoluzione cosmica, fa esattamente questo: prende miliardi di anni e li comprime in un flusso continuo, in cui il gas primordiale si muove, cade, si scalda, si avvita, fino a formare galassie. Così che noi lo possiamo seguire.

All’inizio è soltanto gas: idrogeno che scorre come un fiume lento, illuminato solo dalle sue velocità. Poi, man mano che la gravità stringe la presa, compaiono le prime strutture: filamenti, nodi, vortici.

È la trama invisibile dell’universo che si rende visibile, finalmente. Comincia ad assomigliare a ciò che conosciamo.

Quando la simulazione passa alle stelle - nella seconda parte del video - il quadro cambia tono. Non è più solo materia che si organizza: è luce che finalmente si accende.

Le galassie si formano, si avvicinano, si urtano, si fondono.

I buchi neri al centro, invece di essere solo abissi, diventano motori: espellono gas, scolpiscono forme, generano complessità. L’ammasso di galassie che emerge alla fine non è un oggetto: è un vero ecosistema.

La nostra storia — quella del Sole, della Terra, di ogni elemento che ci compone — è appena un frammento di questa danza, che di solito non percepiamo, perché siamo abituati a diversi ritmi temporali.

Ma non siamo semplici spettatori del cosmo.

Siamo comunque, protagonisti.

NGC 1566 è senza dubbio una delle galassie a spirale più fotogeniche di sempre. Anche perché si espone a noi proprio di faccia, dispiegando tutta la sua bellezza. Non è una galassia: è un universo essa stessa, che contiene miliardi di stelle e di mondi. Lontanissima da noi, circa quaranta milioni di anni luce. Ma la sua bellezza attraversa gli enormi spazi siderali e ci arriva intatta.

Il telescopio spaziale Hubble ci ha fornito tantissime immagini di questa meraviglia, che non ci stancheremmo mai di guardare. Aprite l'immagine a schermo pieno, percorrete piano con lo sguardo le sue spirali, immaginate quante stelle, quanti mondi, sono inanellati in queste forme sublimi. E chissà, forse, quanta vita...

Crediti: ESA/Hubble & NASAD. Calzetti & the LEGUSTeamR. Chandar

Bellissima questa immagine della galassia a spirale NGC 1309, presa dal Telescopio Spaziale Hubble. Si trova a cento milioni di anni luce da noi: quindi la vediamo com'era, cento milioni di anni fa.

La cosa straordinaria è la conferma autorevole del fatto che viviamo in un universo di galassie: quasi ogni macchia, ogni striscia di luce in questa immagine è una singola galassia. Tutto, a parte la stellina nella parte alta dell'immagine, che mostra anche una chiara figura di diffrazione.

Viviamo in un cosmo di galassie e ogni galassia è diversa dall'altra, siamo dunque in un cosmo in cui l'immensa varietà e l'enorme abbondanza, sono semplicemente la norma.

Un universo che non finiamo di scoprire, giorno dopo giorno.

Credi: ESA/Hubble & NASA, L. Galbany, S. Jha, K. Noll, A. Riess

E poi ci sono le immagini come questa, il "campo profondo" di HST "rivisto" dal Telescopio Spaziale James Webb. E noi che continuiamo a litigare sul nostro piccolo pianeta, potremmo provare almeno ogni tanto a considerare in che meraviglia siamo immersi. La meraviglia cura, risana, allieta, più di tanti discorsi etici o moralistici.

La fame silenziosa dei buchi neri

Nel nostro immaginario, i buchi neri crescono divorando tutto ciò che li circonda con inimmaginabile violenza. E spesso lo fanno davvero — brillano come quasar, scagliano getti di materia per migliaia di anni luce, e dominano i nuclei galattici attivi (AGN). Ma la realtà è ben più sfumata, come stiamo imparando giorno per giorno.

Grazie a osservazioni recenti del telescopio spaziale JWST e dell'interferometro submillimetrico ALMA, gli astrofisici stanno scoprendo che molti buchi neri crescono in silenzio. Accrescono lentamente gas freddo, senza brillare come quasar. Sono nascosti, ma non inattivi.

In alcune galassie apparentemente “quiescenti”, è stato osservato gas molecolare spiraleggiare verso il centro — un segnale inequivocabile che qualcosa, lì dentro, sta nutrendosi.

Un buco nero supermassivo (immagine artistica creata con chatGPT)

Questa modalità “in sordina” potrebbe essere molto comune nell’universo. E se fosse proprio questa la fase dominante della crescita dei buchi neri supermassicci? Questa ipotesi in effetti ha parecchie implicazioni:

  • Cambia la nostra comprensione dell’evoluzione galattica.
  • Spiega perché alcuni buchi neri sembrano “troppo grandi” per la loro galassia.
  • Mette in discussione l’idea che i quasar siano l’unico motore della crescita.

Il JWST sta del resto rinnovando il quadro delle interazionitra quasar e galassie. Ma tutta la comprensione dell'universo profondo si sta modificando. Ne vedremo delle belle.

La galassia Arp 107 vista dal James Webb Space Telescope. La spirale di destra contiene al centro un buco nero supermassivo.

In blu, sono milioni e milioni le stelle che si stanno formando in questa struttura gigantesca, formata in realtà da due galassie interagenti.

Un cosmo che non si ferma, che si lancia sempre in avanti. Che nasce, nasce di continuo.

Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI

Euclid, galassie nascoste e nuovi universi

Il telescopio spaziale Euclid è appena l'ultimo dei nuovi strumenti che ci consegna immagini di un cosmo assolutamente "inedito". C'è materia per ragionarci sopra: in coda all'articolo, il primo annuncio di una prossima iniziativa in merito.

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Are 87, una storia di incontri

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Il nuovo, che arriva

Sembra una immagine molto dinamica, ci appare quasi strano che si riferisca ad un evento astronomico. Perché se c'è una cosa che per noi è certa (come sensazione, non come ragionamento) è che il cielo è fermo. Le stelle stanno lì, non si muovono. Il cielo delle stelle fisse, si dice d'altra parte. Non certo per caso. Un'idea a cui ci siamo abituati nel tempo, ed è difficile lasciarla andare. Ma la scienza oggi ci dice questo: tutto si muove, tutto è in trasformazione. Anche le galassie. Le pensiamo di solito come entità beatamente isolate, perse nei giri orbitali delle loro stelle, imperturbabili l'una all'altra. Straniere, l'una all'altra.

E invece no. Le galassie si attraggono, si attraversano, si fondono, si modificano, si scambiano flussi di stelle. Le galassie sono entità relazionali, oggi lo sappiamo con certezza inoppugnabile. Troppi esempi ce lo dimostrano.

Come questo. Una galassia (NGC 2799) colta nell'atto di tuffarsi verso il centro di un'altra (NGC 2798), attirata dal suo campo gravitazionale. Le due alla fine diverranno uno, un'unica galassia. Ma nel tempo: ci vorranno centinaia di milioni di anni, forse anche più. E no, niente di catastrofico. Il grande spazio vuoto che c'è tra le stelle, tipicamente, fa sì che anche in questi eventi di fusione, queste scivolino via l'una accanto all'altra, senza grandi problemi.

Così spesso si crea il nuovo: un accostamento pacifico di nuove cose, situazioni. Senza distruggere quel che già c'è, di valido.

Crediti: ESA/Hubble & NASA, SDSS, J. Dalcanton; Ringraziamento: Judy Schmidt (Geckzilla)

Emozionarsi ancora

Osservate quanto è sottile questa galassia. Molte sono come NGC 5866 in realtà, ma non sono viste di taglio. Una notevole eccezione, la conosciamo bene: si tratta della nostra Via Lattea. Condivide con questa in realtà diverse caratteristiche, sebbene sia un poco più piccola. Qui, la luce impiega circa sessantamila anni per traversarla da parte a parte, il 30% in meno di quanto impiega nella nostra.

Eh sì, perché certe galassie (tra cui quella in cui viviamo) sono veramente enormi. Noi ce lo dimentichiamo spesso, ma è così. Viviamo in un ambiente che conta circa 300 miliardi di stelle, nientemeno. Una ricchezza incredibile di colori, grandezze, stadi di evoluzione, sistemi planetari, e via di questo passo.

E con tutto questo, parliamo pur sempre di una singola galassia. Di galassie ce ne sono moltissime. Secondo stime moderne, siamo nell'ordine dei duemila miliardi. Nel nostro universo, beninteso. Che è poi l'unico ambiente di cui possiamo ragionare: se ne esistono o no altri, è faccenda che - almeno oggi - non compete alla scienza.

A noi scienziati compete solo ricordare questo: siamo in un cosmo abbondante e variegato, tale da sorpassare ogni schema concettuale. Tale da costringerci ad allargare la mente, ragionare in grande, superare piccolezze e meschinità. Almeno con il cuore, almeno per slancio di un momento: proiettiamoci nell'immensità del cosmo. Sentiamo la meraviglia, a pelle. Emozioniamoci, ancora.

Crediti immagine:  NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Tutto cambia

Tutto è in movimento, niente rimane uguale. Tutto è in continuo movimento. La nostra stessa Galassia non è che il risultato di una trama di incontri, di connessioni, di scambi. La notizia appena pubblicata su Nature Astronomy è che la Via Lattea sia stata deformata nel passato in modo sostanziale, da un incontro con una galassia più piccola che anche oggi si trova vicina a noi, la Grande Nube di Magellano.  Gli scienziati hanno scoperto che circa 700 milioni di anni fa (un niente, in termini astronomici) questa galassia è passata molto vicino ai bordi della nostra, sconvolgendo non poco il suo assetto complessivo, e contribuendo a plasmarla nella forma oggi a noi familiare. 

Tutto è movimento, fuori e dentro di noi. Ogni cosa ce lo dice. Le idee di staticità in fondo sono idee vecchie, incrostazioni, residui di modi di pensare ammuffiti. Stare nel cambiamento richiede lavoro, disciplina, passione. Ma vuol dire assecondare il moto del cosmo: molto probabilmente, ne vale la pena. 

La Nebulosa Tarantola fa parte del variegato ambiente della Grande Nube di Magellano.