Apr 132016
 

Tratto da : http://www.focus.it/scienza/spazio/planck-rileva-le-impronte-magnetiche-della-via-lattea

L'impronta magnetica della Via Lattea (© ESA)

L’impronta magnetica della Via Lattea (© ESA)

Tra le forme che può assumere l’energia, la luce è quella che ci è forse più familiare. Eppure alcune delle sue proprietà rimangono pressoché inaccessibili alla nostra esperienza quotidiana. Una di queste è la polarizzazione: in essa gli astronomi sono in grado di rinvenire numerose informazioni su quanto è accaduto a un raggio di luce lungo il tragitto che lo ha condotto sino a noi.

Luce “polarizzata”

La luce può essere descritta come una serie di onde formate da campi elettrici e magnetici che oscillano lungo piani ortogonali l’uno nei confronti dell’altro e rispetto alla direzione di marcia. Questi campi, di norma, sono orientati indistintamente in tutte le direzioni. Se però le oscillazioni tendono a preferire un orientamento particolare, diciamo che la luce è “polarizzata”. È quanto accade, per esempio, con la luce riflessa da una superficie, come quella di uno specchio o del mare. Esistono anche particolari filtri – come quelli usati negli occhiali polarizzati – in grado d’assorbire la luce polarizzata, riducendo così l’abbaglio dovuto ai riflessi del sole.

Campi magnetici

Nello spazio, anche la luce emessa da stelle, gas e polvere può essere polarizzata, e in vari modi. Misurando la quantità di polarizzazione in essa presente, gli astronomi riescono a studiare i processi fisici che l’hanno causata. In particolare, la polarizzazione può essere la spia dell’esistenza di campi magnetici nel mezzo interstellare che la luce ha attraversato, e può aiutare a ricostruirne le proprietà.

La nostra galassia

La mappa rilasciata oggi è stata ottenuta utilizzando i rivelatori a bordo di Planck come se fossero l’equivalente astronomico di occhiali da sole polarizzati. Un’immagine inedita nella quale vortici, anse e archi ricalcano la topografia del campo magnetico nella nostra galassia, la Via Lattea.

Miscela di gas e polveri

Oltre a ospitare centinaia di miliardi di stelle, infatti, la nostra galassia contiene una miscela di gas e polveri, che è poi la materia prima necessaria a formare le stelle stesse. I minuscoli grani di polvere in essa presenti, pur avendo temperature bassissime, riescono comunque a emettere radiazione elettromagnetica, ma solo a frequenze inferiori a quelle della luce visibile – dagli infrarossi alle microonde. Nel caso in cui la conformazione dei singoli grani non sia sferica, si registrerà un’asimmetria nella radiazione da essi emessa: in particolare, sarà maggiore quella che oscilla parallelamente all’asse più lungo del grano. Di conseguenza, avremo luce polarizzata.

Nubi interstellari

Se l’orientamento dei singoli grani presenti in una nube di polvere fosse casuale, nel complesso la luce risultante non apparirebbe polarizzata. Ma nella maggior parte dei casi i grani di polvere cosmica, spinti da collisioni con fotoni e atomi in rapido movimento, ruotano su se stessi a velocità impressionante, decine di miliardi di volte al secondo. E poiché le nubi interstellari presenti nella Via Lattea sono solcate da campi magnetici, l’asse di rotazione dei grani di polvere tende ad allinearsi in modo perpendicolare alla direzione del campo magnetico che li avvolge. Nella luce emessa è così possibile riscontrare – e misurare – una componente in polarizzazione. Permettendo così agli astronomi di studiare la struttura del campo magnetico galattico e, in particolare, l’orientamento assunto dalle linee di campo proiettate sul piano celeste.

Struttura tridimensionale

Nella nuova immagine prodotta da Planck, le zone più scure corrispondono a quelle nelle quali l’emissione polarizzata è più intensa, mentre le striature indicano la direzione del campo magnetico proiettata sul piano celeste. Avendo il campo magnetico della Via Lattea una struttura tridimensionale, se lungo la linea di vista le curve del campo sono molto disorganizzate diventa molto difficile interpretarne l’orientamento complessivo: un po’ come cercare di cogliere l’allineamento prevalente d’una matassa di filo studiandone una sezione che l’attraversa. Tuttavia, l’immagine di Planck mostra come, in alcune regioni del campo magnetico galattico, sia presente un’organizzazione a grande scala.

Piano galattico

La banda scura che corre orizzontalmente al centro dell’immagine corrisponde al piano galattico. In esso, dalla polarizzazione emerge uno schema regolare, su grandi scale angolari, dovuto al fatto che le linee del campo magnetico scorrono prevalentemente parallele al piano della Via Lattea. I dati rivelano anche variazioni nella direzione di polarizzazione all’interno delle nubi di gas e polvere confinanti. Un fenomeno ben visibile in alcune forme aggrovigliate presenti al di sopra e al di sotto del piano galattico, laddove il campo magnetico locale è particolarmente disorganizzato.

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Tratto da : http://www.focus.it/scienza/spazio/planck-dipinge-il-campo-magnetico-della-via-lattea

L'immagine ottenuta dai dati di Planck. (Photo acknowledgment: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, France) ESA/PLANCK COLLABORATION

L’immagine ottenuta dai dati di Planck. (Photo acknowledgment: M.-A. Miville-Deschênes, CNRS – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-XI, Orsay, France) ESA/PLANCK COLLABORATION

Un acquerello dai toni pastello? Una foto da satellite? Niente di tutto ciò. Quella che vedete è una visualizzazione ottenuta dai dati del telescopio dell’ESA Planck, che mostra l’interazione tra le polveri interstellari e la struttura del campo magnetico della Via Lattea.

Tra il 2009 e il 2013, l’osservatorio spaziale ha scandagliato il cielo in cerca della radiazione cosmica di fondo a microonde, la traccia “fossile” della luce dell’Universo primordiale. Ma durante la sua missione, ha rilevato anche emissioni di luce più vicine, quelle causate dalla miscela di gas e polveri presenti nella nostra galassia. Oltre ad ospitare centinaia di miliardi di stelle, infatti, la Via Lattea contiene anche gas e polveri che fungono da materia prima per la formazione di nuovi astri.

ORIENTAMENTO PRECISO. Poiché le nubi interstellari presenti nella nostra galassia sono solcate dalle linee del suo campo magnetico, i granelli di polvere della Via Lattea tendono ad allineare il loro asse maggiore perpendicolarmente alla direzione del campo magnetico che li avvolge. Come risultato, la luce da essi emessa risulta polarizzata, vibra cioè in una direzione preferenziale, ed è stata pertanto captata dai sensori di Planck.

LUCE RIVELATRICE. I pattern a spirale dell’immagine sono basati sulla direzione della luce polarizzata emessa dalle polveri interstellari; poiché le particelle di polvere cosmica si dispongono in rapporto alle linee del campo magnetico, studiando le loro emissione luminosa si comprende la struttura del campo magnetico della Via Lattea.

DA REGOLARE A CAOTICO. In particolare si può osservare come questo sia più ordinato lungo il piano galattico (in giallo e arancione), dove segue la struttura a spirale della Galassia, e più disordinato mano a mano che ci si allontana dal piano (per ottenere quest’immagine sono state prese in considerazione le osservazioni compiute da Planck a 353, 545 e 857 GHz).

Studiando questa e altre immagini simili gli scienziati dell’ESA sperano di trarre nuove informazioni sul ruolo del campo magnetico galattico nell’evoluzione della struttura della Via Lattea e della nascita delle sue stelle.

Impronte Magnetiche

Il Magnetismo del sole :
Link video : https://www.youtube.com/watch?v=A28tLCSkCao

Gigapixel della galassia Andromeda – Hubble (NASA/ESA)
Link video : https://www.youtube.com/watch?v=udAL48P5NJU

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