La NASA ha realizzato una mappa “tutto cielo” che mostra la posizione e la luminosità di centinaia di milioni di oggetti grazie alle immagini scattate dal veicolo spaziale Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer, o NEOWISE. Utilizzando 18 mappe “tutto cielo” prodotte dal veicolo spaziale (con la 19esima e la 20esima in uscita a marzo 2023), gli scienziati hanno creato quello che è essenzialmente un time-lapse del cielo, rivelando cambiamenti che abbracciano un decennio (vedi video in fondo all’articolo).
Ogni mappa è una risorsa straordinaria per gli astronomi, ma se viste in sequenza come un time-lapse, fungono da risorsa ancora più forte per cercare di comprendere meglio l’universo. Il confronto delle mappe può rivelare oggetti distanti che hanno cambiato posizione o luminosità nel tempo, ciò che è noto come astronomia nel dominio del tempo.
“Se esci e guardi il cielo notturno, potrebbe sembrare che nulla cambi mai, ma non è così”, ha affermato Amy Mainzer, ricercatrice principale per NEOWISE presso l’Università dell’Arizona a Tucson. “Le stelle brillano ed esplodono. Gli asteroidi sfrecciano. I buchi neri stanno facendo a pezzi le stelle. L’universo è un luogo molto vivace e attivo”.
In origine, NEOWISE era un progetto di elaborazione dati per recuperare rilevamenti e caratteristiche di asteroidi da WISE, un osservatorio 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 li rendevano sensibili alla luce infrarossa.
Non visibile all’occhio umano, la luce infrarossa è irradiata da una miriade di oggetti cosmici, tra cui stelle fredde e vicine e alcune delle galassie più luminose dell’universo. La missione WISE si è conclusa nel 2011 dopo che il liquido di raffreddamento a bordo, necessario per alcune osservazioni a infrarossi, si è esaurito, ma 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 near-Earth, o NEO. Sia la missione che il veicolo spaziale hanno ricevuto così un nuovo nome: NEOWISE.
Nonostante il cambiamento, il telescopio a infrarossi ha continuato a scansionare il cielo ogni sei mesi e gli astronomi hanno continuato a utilizzare i dati per studiare gli oggetti al di fuori del nostro sistema solare.
Nane brune
Ad esempio, nel 2020, gli scienziati hanno rilasciato la seconda versione di un progetto chiamato CatWISE: un catalogo di oggetti da 12 mappe “tutto cielo” di NEOWISE. I ricercatori utilizzano il catalogo per studiare le nane brune, una popolazione di oggetti che si trovano in tutta la galassia e nascoste nell’oscurità vicino al nostro sole. Sebbene si formino come stelle, le nane brune non accumulano massa sufficiente per avviare la fusione, il processo che fa brillare le stelle.
A causa 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, chiamato Backyard Worlds: Planet 9, 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 “tutto cielo” originali di WISE, gli scienziati hanno trovato circa 200 nane brune a soli 65 anni luce dal nostro Sole. Le mappe aggiuntive ne hanno rivelate altre 60 e hanno raddoppiato 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. 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.
Formazione delle stelle
Guardare il cielo cambiare per più di un decennio ha anche contribuito agli studi su come si formano le stelle. NEOWISE può scrutare nelle coltri polverose che avvolgono protostelle, ossia sfere di gas bollente che stanno per diventare stelle. Nel corso degli anni, le protostelle si illuminano mentre accumulano più massa dalle nubi di polvere che le circondano. Gli scienziati stanno conducendo un monitoraggio a lungo termine di quasi 1.000 protostelle con NEOWISE per ottenere informazioni sulle prime fasi della formazione stellare.
Buchi neri
I dati di NEOWISE 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, per misurare le dimensioni dei dischi di gas caldo e incandescente che circondano buchi neri distanti, che sono troppo piccoli e troppo distanti per essere risolti da qualsiasi telescopio.
“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“, ha affermato Peter Eisenhardt, astronomo del Jet Propulsion Laboratory della NASA e Scienziato del progetto WISE.
