Ogni sei mesi, il veicolo spaziale NEOWISE (Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer) compie un giro su se stesso e mezzo giro attorno al Sole, scattando immagini in tutte le direzioni. Cucite insieme, queste fotografie formano una mappa completa (all-sky map) del nostro cielo, che mostra la posizione e la luminosità di centinaia di milioni di oggetti.

Finora sono state rese pubbliche diciotto mappe, create utilizzando le immagini che NEOWISE ha scattato in dieci anni. Grazie ad esse, gli scienziati hanno creato quello che è essenzialmente un film timelapse del cielo, rivelando cambiamenti che abbracciano un intero decennio.

Ogni mappa è un’enorme risorsa per gli astronomi, ma se viste in sequenza come un timelapse, esse danno vita a uno strumento utile per la comprensione dell’evoluzione del nostro Universo. Il confronto delle mappe può rivelare ad esempio oggetti distanti che hanno cambiato posizione o luminosità nel tempo. Amy Mainzer, ricercatrice principale per NEOWISE presso l’Università dell’Arizona a Tucson, ha affermato:

Se esci e guardi il cielo notturno, potrebbe sembrare che nulla cambi mai, ma non è così. Le stelle brillano ed esplodono. Gli asteroidi sfrecciano. I buchi neri fanno a pezzi le stelle. L’Universo è un luogo molto occupato e attivo.

E le sorprese con NEOWISE non finiscono certo qui.

La missione NEOWISE

NEOWISE era originariamente un progetto di elaborazione dati per recuperare rilevamenti e caratteristiche di asteroidi da WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer). Quest’ultimo è un telescopio spaziale della NASA lanciato nel 2009 e incaricato di scansionare l’intero cielo per trovare e studiare oggetti al di fuori del nostro sistema solare. Il veicolo spaziale utilizzava rivelatori raffreddati criogenicamente che lo rendevano sensibile alla luce infrarossa.

La missione WISE si è conclusa nel 2011 dopo che il liquido di raffreddamento a bordo, necessario per le osservazioni a infrarossi, si è esaurito. Tuttavia, il veicolo spaziale e alcuni dei suoi rilevatori a infrarossi erano ancora funzionanti. Quindi, nel 2013 la NASA lo ha riproposto per tracciare asteroidi e altri oggetti vicini alla Terra, o NEO (Near Earth Objects). Sia la missione che il veicolo spaziale hanno ricevuto quindi un nuovo nome: NEOWISE.

Il contributo di NEOWISE allo studio delle nane brune

Nonostante il cambio di nominativo e di missione, il telescopio a infrarossi ha continuato a scansionare il cielo ogni sei mesi. Nel frattempo, gli astronomi hanno proseguito nell’utilizzo dei dati per studiare gli oggetti al di fuori del nostro Sistema Solare.

Ad esempio, nel 2020 gli scienziati hanno rilasciato la seconda iterazione di un progetto chiamato CatWISE: un catalogo di oggetti da 12 mappe NEOWISE all-sky. I ricercatori utilizzano tuttora questo catalogo per studiare le nane brune. Si tratta di oggetti celesti che nascono dalle protostelle, la cui massa è troppo piccola per innescare il bruciamento dell’idrogeno. Senza l’attivazione delle reazioni nucleari nei loro nuclei, esse appaiono molto fioche.

Le nane brune costituiscono una popolazione di oggetti trovati in tutta la galassia e in agguato nell’oscurità vicino al nostro Sole. Per via della loro vicinanza alla Terra, le nane brune vicine sembrano muoversi più velocemente nel cielo rispetto alle stelle più lontane che si muovono alla stessa velocità. Quindi un modo per identificare le nane brune tra i miliardi di oggetti nel catalogo è cercare oggetti che si muovono.

Un progetto complementare a CatWISE è Backyard Worlds. Esso invita i citizen scientists a setacciare i dati NEOWISE per oggetti in movimento che potrebbero essere sfuggiti alle ricerche del computer. Con le due mappe originali WISE di tutto il cielo, gli scienziati trovarono circa 200 nane brune a soli 65 anni luce dal nostro Sole. Le mappe aggiuntive ne rivelarono altre 60 e raddoppiarono il numero di nane Y conosciute, le nane brune più fredde.

Rispetto alle nane brune più calde, le nane Y potrebbero avere una storia strana da raccontare in termini di come si sono formate e quando. Queste scoperte aiutano a illuminare il serraglio di oggetti nel nostro quartiere solare. Inoltre, un conteggio più completo delle nane brune vicine al Sole dice agli scienziati quanto sia efficiente la formazione stellare nella nostra galassia e quanto presto sia iniziata.

Il contributo di NEOWISE allo studio di formazione stellare e buchi neri

Guardare il cielo cambiare per più di un decennio ha anche contribuito agli studi sulla formazione delle stelle. NEOWISE infatti è in grado di sbirciare sotto le coperte polverose che avvolgono le sfere di gas bollente che stanno per diventare stelle.

Nel corso degli anni, le protostelle danzano e si illuminano mentre accumulano più massa dalle nubi di polvere che le circondano. Gli scienziati stanno conducendo un monitoraggio a lungo termine di quasi mille protostelle per ottenere informazioni sulle prime fasi della formazione stellare. Ad esempio NEOWISE ha visto un ammasso di stelle appena nate racchiuse in un bozzolo di polvere e gas nella costellazione del Camelopardalis. L’ammasso, AFGL 490, è nascosto alla vista alla luce visibile dalla nuvola. Ma la visione a infrarossi di WISE vede il bagliore della polvere stessa e penetra in questa polvere per vedere le stelle infantili all’interno.

I dati di NEOWISE infine hanno anche migliorato la comprensione dei buchi neri. L’indagine WISE originale ha scoperto milioni di buchi neri supermassicci al centro di galassie lontane. In uno studio recente, gli scienziati hanno utilizzato i dati NEOWISE e una tecnica chiamata echo mapping (mappatura dell’eco) per misurare le dimensioni dei dischi di gas caldo e incandescente che circondano buchi neri distanti, che sono troppo lontani per la risoluzione di qualsiasi telescopio. Peter Eisenhardt, astronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA e scienziato del progetto WISE, ha affermato: “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.”

Maggiori informazioni sulla missione NEOWISE sono reperibili a questo link.

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