Marco Barbera, INAF- Osservatorio Astronomico di Palermo

Presentazione sul tema: "Marco Barbera, INAF- Osservatorio Astronomico di Palermo"— Transcript della presentazione:

1 Marco Barbera, INAF- Osservatorio Astronomico di Palermo
I laboratori di Astronomia per bambini dell’ISTITUTO NAZIONALE DI ASTROFISICA Il cielo nei raggi X Palermo 2 Dicembre 2012 Marco Barbera, INAF- Osservatorio Astronomico di Palermo

2 Esistono tanti altri colori della luce
che non riusciamo a vedere con i nostri occhi. Onde Radio Microonde IR Luce visibile UV Raggi X Raggi Gamma Spettro della radiazione elettromagnetica: i nostri occhi percepiscono la radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra 700 nm (luce rossa) e 400 nm (luce violetta), chiamata luce visibile. Le onde elettromagnetiche aventi lunghezza d’onda maggiore a quelle dello spettro del visibile sono nell’ordine infrarossi, microonde e onde radio. Le onde elettromagnetiche aventi lunghezza d’onda minore a quelle dello spettro del visibile sono catalogate come ultravioletto, raggi x e raggi gamma. Il cielo nei raggi X

3 Le radiografie mediche
La vista a raggi X di Superman Le radiografie mediche Di raggi X abbiamo già sentito parlare…basti pensare ad uno dei poteri di Superman, la sua vista a raggi X che gli permette di vedere attraverso gli oggetti. Nella realtà i raggi X vengono utilizzati per vedere l’interno del nostro corpo con la tecnica della radiografia: la radiazione che colpisce il corpo crea un’immagine in negativo dei tessuti permettendo una chiara visione di ossa e organi interni. Il cielo nei raggi X

4 Schema dell’assorbimento atmosferico nelle differenti bande dello spettro elettromagnetico: l’atmosfera terrestre è in genere opaca alle radiazioni elettromagnetiche, tranne che in due ‘finestre’ dello spettro, cioè la finestra ottica e la finestra radio. Tra le due è situata la zona infrarossa dello spettro, nella quale l’atmosfera è in parte trasparente (in limitate bande) soprattutto a grandi altezze, dove la presenza di vapore d’acqua è molto ridotta. Nell’ultravioletto, e ancor più nei raggi X e gamma, l’opacità dell’atmosfera, almeno a livello del suolo, è totale. Quindi, per osservare le sorgenti X dell’universo è necessario porre i telescopi e i rivelatori al di sopra della maggior parte dell'atmosfera. Il cielo nei raggi X

5 Palloni stratosferici
Navicelle spaziali Razzi sonda Palloni stratosferici Gli aerei cargo come il Boeing 747SP possono volare in alta troposfera (12000 m sopra il livello del mare) e portare carichi di alcune centinaia di tonnellate. I palloni stratosferici portano carichi fino a 2 tonnellate ad un’altezza di Km sopra il livello del mare. I razzi sonda possono portare un carico modesto 500 Kg a 150 Km di altezza sul livello del mare e circa la metà ad altezze di 250 Km. La durata delle osservazioni è di circa 5 minuti. Aerei cargo

6 L’inizio dell’era spaziale…
…dopo la II guerra mondiale utilizzando i Razzi V-2 Nel 1949 per la prima volta si scopre che il Sole emette raggi X Nel 1945 al termine della II guerra mondiale le forze alleate catturarono un certo numero di Razzi V-2 e parte di questi furono utilizzati per programmi scientifici. Il responsabile del programma V-2 in germania, l’ing. Verner Von Braun si trasferì negli Stati Uniti insieme con un gruppo di collaboratori e qui diresse il programma americano di sviluppo di razzi fino alla realizzazione del Saturn V che portò Apollo 11 sulla Luna il 20 Luglio del 1969. Anche il programma spaziale russo trasse origine dall’esperienza maturata in Germania nel programma di sviluppo dei V-2. Il cielo nei raggi X

7 La nascita dell’ASTRONOMIA X
COL PRETESTO DI GUARDARE LA LUNA ... La prima sorgente extrasolare di raggi X (battezzata Sco X-1 in quanto localizzata nella costellazione dello Scorpione) viene scoperta quasi per caso: infatti il lancio del razzo doveva servire alla rivelazione di raggi X provenienti dalla Luna, attraverso i quali si intendeva studiare la composizione chimica della superfice del nostro satellite. La prima sorgente di raggi X diversa dal Sole fu scoperta il 18 Giugno del 1962 e fu chiamata SCO X-1. Il cielo nei raggi X

8 Dal 1970 inizia l’era dei satelliti per Astronomia X
1970 – Uhuru (USA) 1974 – Ariel V (Inghilterra e USA) 1976 – ANS (Olanda) 1977 – HEAO-1 (USA) 1978 – Einstein (USA) 1983 – EXOSAT (Europa) 1990 – ROSAT (Germania) ASCA (Giappone) 1995 – Rossi XTE (USA) Elenco delle missioni spaziali dedicate all’osservazione dei raggi X, dal primo satellite chiamato Uhuru fino ai più recenti Chandra e XMM-Newton. Beppo-SAX (Italia/Olanda) Chandra (USA) XMM-Newton (Europa)

9 Indossiamo adesso gli occhiali a raggi X
Il cielo nei raggi X

10 Il Sole Il cielo nei raggi X
Confronto tra l’immagine del Sole nel visibile (a sinistra) e l’immagine del Sole nei raggi X (a destra). La luce visibile permette di osservare la superficie del Sole (fotosfera), nella quale sono presenti delle zone più scure e a temperatura inferiore chiamate ‘macchie solari’. I raggi X vengono invece emessi dalla corona, che è la parte più esterna dell’atmosfera del Sole. La corona solare presenta un'emissione X molto disomogenea: zone brillanti (regioni attive) si alternano a zone scure (buchi coronali) in modo irregolare, e l'intera configurazione cambia col tempo, trasformandosi completamente anche in poche settimane. Il cielo nei raggi X

11 La Galassia di Andromeda
La Galassia di Andromeda è una galassia a spirale gigante facente parte del gruppo locale assieme alla Via Lattea. Si trova a circa 2,5 milioni di anni luce dalla Terra in direzione della costellazione boreale di Andromeda da cui pende nome. Si tratta della galassia spirale di grandi dimensioni più vicina alla nostra Galassia; è visibile anche ad occhio nudo e si tratta dell'oggetto più lontano visibile da occhi umani senza l'ausilio di strumenti di osservazione. Il cielo nei raggi X

12 Resti di Supernova Il cielo nei raggi X
In diversi resti di supernova è stata osservata un’intensa emissione di raggi X da sincrotrone prodotta dagli elettroni accelerati fino ad energie molto elevate (3×1015 eV). Il cielo nei raggi X

13 Buchi neri Centauro A Immagine in raggi X Immagine ottica
Nel caso dei buchi neri, la materia accelerata forma una grande spirale che termina nel buco nero come l’acqua di un lavandino che si vuota finisce, ruotando, nel buco di scarico. In questo processo il gas si riscalda a migliaia di gradi e, prima di scomparire oltre la linea dell’orizzonte, emette raggi X. Centaurus A è una grossa galassia ellittica che si trova a circa 12 milioni di anni luce da noi e si trova nella costellazione australe del Centauro. Gli astronomi pensano che la brillantezza del nucleo, la forte emissione radio e i getti di Centauro A siano dovuti al buco nero centrale, con una massa di circa 100 milioni di volte quella del Sole. Il cielo nei raggi X