Presentazione del tema della IV Edizione di Festa di Scienza e di Filosofia

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di Pierluigi Mingarelli

Il tema della IV edizione di Festa di Scienza e di Filosofia – Virtute e Canoscenza sarà: Umano, Sensibile, Ignoto. Ancora una volta un tema molto ampio che abbraccia e riassume problematiche antiche, moderne e attuali riguardanti la conoscenza dell’uomo e in particolar modo la scienza.
Esso si riferisce alla conoscenza razionale, quale prerogativa principale dell’essere umano rispetto ai viventi e definisce aspetti e articolazioni della conoscenza.
Umano è il percorso attraverso il quale, in pochi secoli, è profondamente cambiata la visione scientifica del mondo e la concezione stessa della vita. Attraverso la scienza sono stati superati pregiudizi, sono stati conquistati migliori livelli di vita e sono state acquisite capacità più elevate di diffusione e di acquisizione della conoscenza e dell’informazione.
Umano è il continuo ricercare di oggi, nei laboratori e nei grandiosi apparati e nelle missioni astronautiche, di prove scientifiche che convalidino o falsifichino ipotesi e anche teorie concernenti la vita dell’uomo, al funzionamento del corpo umano, all’infinitamente piccolo e all’infinitamente grande.
È umana la meraviglia che spinge l’uomo a conoscere, la meraviglia come scintilla primaria della conoscenza appartiene al grande scienziato e all’uomo comune, perché entrambi sono di fronte alla complessità della vita e dell’Universo, in tutte le sue forme dall’infinitamente piccolo all’infinitamente grande.
Umano è il rovello del filosofo.
Sensibile è la realtà che si percepisce e s’indaga e si conosce, o si può percepire o si può indagare o si può conoscere, attraverso i sensi, il sensibile inteso come cose, oggetti e mondo percepiti e conosciuti, ” … il grandissimo libro che continuamente ci sta aperto innanzi a gli occhi …”come ha affermato Galileo Galilei nel Saggiatore, interpretato con il linguaggio della Matematica in cui è scritto. La qualità, la forma e la bellezza fisica appartenenti alle cose sensibili sono diverse dalla bellezza spirituale, morale, estetica, sensibile è ciò che, in quanto percepito e conosciuto per mezzo dei sensi, si distingue dall’intelligibile, ma da esso è reso teoria scientifica.
Ignoto è il futuro, che possiamo solo prevedere, prima di arrivarci, con gli strumenti del pensiero e della cultura.
Ignoto è il non conosciuto o il non ancora completamente conosciuto.
L’uomo è, da sempre, fortemente attratto dall’ignoto, nelle piccole e nelle grandi cose, nella sete di scienza come nella curiosità del bambino.
Ignoto è il destino dell’uomo, ignoto è l’infinito, tutto ciò che noi non conosciamo e non sappiamo spiegare. Interrogandosi sull’ignoto e formulando ipotesi scientifiche che sembravano non razionali l’uomo ha scoperto e sta scoprendo il codice della vita, ha scoperto e sta scoprendo i costituenti elementari della materia e ha ipotizzato addirittura l’esistenza dell’antimateria e dell’antienergia.
Negli elementi fondanti di alcune religioni l’ignoto è definito mistero e verso di esso si rivolge la fede.
L’indagine sull’ignoto genera spesso dubbio, che a sua volta riproduce curiosità e ricerca.
A mano a mano che l’uomo ha conosciuto e conosce la realtà, sé stesso e il mondo attorno a sé, di fronte al non ancora conosciuto e a ciò che pensa di non poter mai conoscere, in ogni tempo e in ogni parte del mondo, ha avvertito e avverte, la necessità di avere e dare risposte alla domanda sul “senso” delle cose e della sua stessa esistenza; è umano il suo continuo interrogarsi sulla “verità delle cose”, a partire dall’esperienza e dagli accadimenti della sua vita.
La ricerca della conoscenza è la reazione dell’uomo contro il proprio destino volto alla fine della vita, una competizione contro l’ignoto, una forma di ribellione con l’uso della ragione che ha permesso e permette all’umanità di trionfare sulle forze delle tenebre, sui pregiudizi e sulla superstizione.
Nelle differenti culture affermatesi e avvicendatesi nella storia si trovano alcuni interrogativi di fondo che caratterizzano, sia da punto di vista individuale che collettivo, l’esistenza umana e che trovano espressione nella letteratura, nell’arte, nelle religioni: chi sono? da dove vengo e dove vado? perché la presenza del male? che cosa ci sarà dopo questa vita?
Umano, sensibile, ignoto descrivono la necessità e l’amore per la conoscenza che hanno caratterizzato la storia e la vicenda umana di migliaia di millenni, tratteggiano l’inquietudine della mente umana e l’insaziabile curiosità di ricercare le cause dei fenomeni e di non accontentarsi dell’autorità di un mondo di carta e caratterizzano, oggi in modo peculiare, la nostra modernità.
… In queste mie tenebre non posso dar quiete all’inquieto mio cervello …“, così Galileo Galilei scriveva, vecchio e quasi cieco, prigioniero nella sua casa di Arcetri dopo l’abiura.

Festa di Scienza e di Filosofia – Virtute e Canoscenza sarà, di nuovo, occasione di confronto sui temi di maggiore attualità e rilevanza scientifica e filosofica, in un periodo caratterizzato da grande indecisione e incertezza e, soprattutto, per le giovani generazioni, ma anche da convulso cambiamento che riguarda ambiti fondamentali per la conoscenza umana, lo sviluppo economico e la convivenza sociale.

L’edizione 2014 di Festa di Scienza e di Filosofia – Virtute e Canoscenza manterrà ed esalterà la caratteristica di essere un appuntamento per studiare il presente e guardare al futuro con l’ottimismo del sapere.
Si rafforzerà il carattere dell’incontro, della festa fra scienziati, filosofi, pubblico e, soprattutto, giovani, insieme a quello rigoroso della ricerca e del confronto scientifico e filosofico.

Ancora una volta quattro eminenti personalità hanno dato, come referenti scientifici e culturali, Festa di Scienza e  Filosofia:
Edoardo Boncinelli, fisico e genetista;
Giulio Giorello, filosofo, matematico ed epistemologo;
Silvano Tagliagambe filosofo;
Roberto Battiston, fisico.

L’edizione 2014 sarà così strutturata:
1. l’articolazione degli ambiti culturali a cui fanno riferimento le conferenze in quattro grandi aree scientifiche e filosofiche:
Scienza e Fede
Cervello e Mente
Semplice e Complesso
Il Tempo

2. La specificità delle conferenze dedicate alle scuole.

3. L’ampliamento delle occasioni di confronto fra la cultura scientifica e filosofica di altre parti del mondo con quelle italiane.

4. La partecipazione di scienziati diretti protagonisti delle acquisizioni più recenti della scienza moderna in molteplici campi.

5. La possibilità di individuare veri e propri percorsi che attraversano le diverse aree: le conferenze di scienziati, di filosofi, le conferenze in medicina, le conferenze dedicate alla Fisica, quelle dedicate alla Biologia, alla Matematica, alla comunicazione scientifica, i dibattiti e i confronti a più voci, fra religiosi e laici, fra scienziati italiani e stranieri.

Eruzione vulcanica in corso sull’isola di La Palma

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L’eruzione del vulcano Cumbre Vieja ha già richiesto l’evacuazione di almeno cinquemila persone. Nessun danno per il Tng, il telescopio nazionale Galileo dell’Istituto nazionale di astrofisica, rimasto pienamente operativo anche la scorsa notte, fa sapere il direttore della struttura Ennio Poretti, ma alcune case sono state distrutte dalla lava, compresa quella della famiglia di una dipendente della Fundación Galileo Galilei, che gestisce il telescopio per conto dell’Inaf

Articolo della , del 20/09/2021

L’eruzione del vulcano Cumbre Vieja in corso da ieri, domenica 19 settembre, a La Palma, nell’arcipelago delle Canarie, ha richiesto l’evacuazione di almeno cinquemila persone, e la Guardia Civil spagnola ha comunicato che nelle prossime ore si potrebbe arrivare a diecimila sfollati. Le autorità hanno chiesto alla popolazione di non avvicinarsi alla zona dell’eruzione, mentre la lava continua ad avanzare lentamente verso la costa di La Palma, travolgendo alcune strade.

Sull’isola di La Palma, presso l’osservatorio del Roque de los Muchachos, si trova anche il più grande telescopio interamente italiano, il telescopio nazionale Galileo (Tng), dell’Istituto nazionale di astrofisica.

«L’eruzione del vulcano della Cumbre Vieja non è arrivata inaspettata, da parecchi giorni le autorità dell’isola avevano allertato la popolazione e predisposto il piano d’emergenza», ricorda il direttore del Tng, Ennio Poretti, attualmente sull’isola, in un messaggio inviato oggi ai dipendenti dell’Istituto. «Non ce la si aspettava forse così presto, ma comunque l’evacuazione di circa cinquemila persone si è svolta per tempo. Le bocche – se ne contano poco meno di una decina – si sono aperte lungo una frattura di 150 metri alle 14h10m UT di ieri, sabato 19 settembre, a un’altezza stimabile di 600-800 metri s.l.m.».

«La zona interessata», continua Poretti, «è nella regione sud-ovest dell’isola, pochi km a nord di quella del vulcano San Juan del 1949 (punto 6 nella mappa qui a fianco), e leggermente più a bassa quota. Non fu l’ultima, venne seguita da quella del Teneguía, nel 1971, nei pressi del faro di Fuencaliente, decisamente a sud (punto 7). Anche se è difficile fare previsioni, lo sbocco a mare di questa nuova eruzione, se ci arriverà, dovrebbe essere nelle vicinanze del faro de La Bombilla».

«Essendo molto più a sud e più basso dell’osservatorio del Roque de Los Muchachos (la grande struttura nel nord dell’isola, allungata a goccia fino al mare), il nuovo vulcano non sta al momento influenzando le osservazioni», spiega Poretti, riferendosi all’attività scientifica in corso al telescopio. «Il Tng è stato pienamente operativo la scorsa notte, ci auguriamo che continui così. L’evoluzione sul piano astronomico, principalmente di fumo e ceneri portati dal vento, è sotto sorveglianza da parte degli istituti presenti all’osservatorio del Roque de Los Muchachos. Purtroppo ben diverso è il destino delle case che la lava trova sul suo cammino. Ne ha già distrutte circa un centinaio e purtroppo, poche ore fa, anche quella della famiglia di una dipendente della Fundación Galileo Galilei [la fondazione che gestisce il telescopio per conto dell’Inaf, ndr]. Le siamo tutti vicini in questo difficile momento».

«Malgrado le difficoltà del momento, e augurandomi che non ci siano evoluzioni drammatiche», conclude Poretti, «manteniamo l’organizzazione dell’evento celebrativo dei 25 anni del Tng, previsto per il 19, 20 e 21 ottobre. Finora ci sono circa 40 iscritti provenienti dall’Italia, a cui si aggiungono i locali. L’aeroporto di La Palma è aperto».

LICENZA PER IL RIUTILIZZO DEL TESTO:

Articolo pubblicato su media.inaf.it, nelle sezioni In Evidenza e News.

Intelligenza artificiale per il riconoscimento automatico dei geroglifici egizi

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COMUNICATO STAMPA 105/2021

Uno studio, frutto della collaborazione tra l’Istituto di fisica applicata “Nello Carrara” del Consiglio nazionale delle ricerche, il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università
di Firenze ed il Centro studi CAMNES, ha evidenziato come il “Deep Learning”, che utilizza algoritmi basati su reti neurali per l’analisi delle immagini, possa essere adoperato anche per
classificare l’antica scrittura geroglifica egizia, gettando le basi per lo sviluppo di nuovi strumenti a supporto della traduzione di testi. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista IEEE Access.

Nuova luce sulla comprensione dei testi dell’antico Egitto, anche da semplici scatti fotografici, grazie all’utilizzo del “Deep Learning”, che sfrutta algoritmi basati su reti neurali per l’analisi delle immagini. L’applicazione dell’intelligenza artificiale permette di classificare in modo automatico – con altissima accuratezza e precisone – i geroglifici, indipendentemente dal supporto su cui sono scritti (papiro, pietra, legno). Tale sperimentazione è oggetto di uno studio pubblicato sulla rivista IEEE Access da Andrea Barucci e Costanza Cucci dell’Istituto di fisica applicata “Nello Carrara” del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifac), Fabrizio Argenti e Marco Loschiavo del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Firenze, in collaborazione con l’egittologo Massimiliano Franci del Centro Studi CAMNES (Center for Ancient Mediterranean and Near Eastern Studies).
L’applicazione è la testimonianza del felice connubio tra metodologie utilizzate in ambito medico e le scienze umane. “Le tecniche basate sulle reti neurali profonde pervade ormai tutti i campi della conoscenza.” spiega Barucci del Cnr-Ifac ed esperto di analisi di immagini biomediche con tecniche di machine e deep learning. “Noi ci siamo chiesti se tale paradigma poteva essere traslato in un ambito apparentemente distante e diverso, come il riconoscimento di simboli antichi. La nostra esperienza nel campo delle immagini cliniche ci suggeriva che le reti neurali convoluzionali sono strumenti estremamente potenti e versatili, tuttavia la sfida era aperta”.
La ricerca non solo dimostra la possibilità della traduzione automatica di antichi documenti egizi, ma offre nuove prospettive per la risoluzione di questioni aperte quali la codifica, riconoscimento e traslitterazione dei segni geroglifici. L’uso dell’intelligenza artificiale corre in aiuto agli studiosi nell’approfondire diversi aspetti della scrittura. “La topo-sintassi dei segni geroglifici combinati per formare parole; l’analisi linguistica dei testi; il riconoscimento di segni corrotti, riscritti, cancellati; fino alla possibilità del riconoscimento della scuola dello scriba o alla mano dello scultore”, continua l’egittologo Massimiliano Franci.
“L’intuizione dell’esperto è ancora fondamentale nell’integrazione delle complesse analisi fornite dagli algoritmi di intelligenza artificiale (AI) e il futuro impone una sempre maggiore armonizzazione fra l’analisi informatica e quella umana. Il nostro studio vuole mettere in luce come gli strumenti di analisi basati sull’AI possano supportare le indagini in campo egittologico, integrandosi col lavoro dell’archeologo (human in the loop)”.
“Questo studio nasce dalla tesi di laurea di Marco Loschiavo.” – prosegue Fabrizio Argenti del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Firenze – “Dal punto di vista ingegneristico eravamo sicuri delle potenzialità degli strumenti di analisi scelti, tuttavia questo era un banco di prova importante, essendo il tipo di applicazione completamente diverso. Abbiamo voluto esplorare un ambito di ricerca nuovo, che si è rivelato estremamente interessante e promettente”.
Il Cnr-Ifac ha nelle sue radici e nelle sue competenze un carattere altamente multidisciplinare. “Nel facilitare lo scambio e la cross-fertilizzazione fra campi di ricerca diversi, come è successo per questo lavoro, sono state unite competenze di egittologia, ingegneria informatica e fisica applicata”, aggiunge Costanza Cucci esperta in analisi di dati in ambito Beni Culturali.
“La speranza”, conclude Barucci, “è che questo primo studio apra la strada verso una stabile collaborazione fra le comunità che si occupano di archeologia e di intelligenza artificiale, per creare nuovi strumenti che facilitino il lavoro degli studiosi delle scritture delle antiche civiltà”.

Roma, 17 settembre 2021

La scheda

Chi: Istituto di fisica applicata “Nello Carrara” del Consiglio nazionale delle ricerche, Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Firenze, Centro Studi CAMNES (Center for Ancient Mediterranean and Near Eastern Studies)

Che cosa: uso dell’Intelligenza Artificiale nel riconoscimento ed analisi di immagini di antichi geroglifici egizi, link all’articolo http://email.mg.cobaltica.net/c/eJxFjstOxDAMRb8mXVaNk5RkkUV5aVjwWiABuzR1M55JmqEt0sDXkwoJrCvryL627mDRK9dXZBlwBm3p3X-9_dH9kcGtfE9G7Pjdch7FgT_v3OPTVSjLm83xEDS9fHSvo-nogEcj2gRf8vL3nInrTbKJrl884fSNdZ5DtbeyUa0ah0Eb5KC44sL40ZkLiRoa6F0V7X5dTwsTXUlQRIh4PsU8Y73h9qZMh-w_E05rQaNACw2FqtnOObkw5Uh1oOIkp01JEZKjWPucfgCvLEyl

Una possibile chiave per contrastare il declino cognitivo

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COMUNICATO STAMPA 104/2021

È la molecola infiammatoria CCL11, la cui riduzione accresce i benefici prodotti dall’allenamento fisico e mentale sull’invecchiamento cerebrale. A individuarla, un gruppo coordinato da due ricercatori del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa, Marco Mainardi dell’Istituto di neuroscienze e Margherita Maffei dell’Istituto di fisiologia clinica, che operano anche all’interno del progetto Train the Brain. La ricerca è stata pubblicata su Brain, Behavior and Immunity

La combinazione di esercizio fisico e training cognitivo aiuta a ridurre gli effetti dell’invecchiamento sulle prestazioni del cervello, prima tra tutte la memoria. In questo contesto, il progetto Train the Brain, svolto con il sostegno di Fondazione Pisa e coordinato da Lamberto Maffei, che è stato direttore dell’Istituto di neuroscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-In) di Pisa, è una realtà attiva sul territorio pisano e in quasi dieci anni ha coinvolto centinaia di anziani.
Il progetto ha costituito un laboratorio permanente e uno stimolo per la comprensione dei meccanismi molecolari che traducono l’allenamento fisico e mentale in una migliore funzione del cervello degli anziani.  Per studiare tali meccanismi, un gruppo di ricerca coordinato da Marco Mainardi del Cnr-In e Margherita Maffei dell’Istituto di fisiologia clinica (Cnr-Ifc), ha esteso la propria indagine al sangue dei soggetti inclusi in Train the Brain, evidenziando alcune particolarità. Lo studio, che ha come primi autori Gaia Scabia di Cnr-Ifc e dipartimento di Medicina clinica e sperimentale dell’Università di Pisa e Giovanna Testa del Laboratorio di biologia della Scuola normale superiore, è stato pubblicato sulla rivista Brain, Behavior and Immunity.
“Abbiamo notato che nel sangue dei partecipanti al progetto i livelli della molecola infiammatoria CCL11, nota anche come Eotaxin-1, erano più bassi rispetto a quelli misurati prima dell’inizio del programma di allenamento”, spiega Mainardi. “Per capire se questa riduzione fosse una conseguenza dell’esercizio fisico e mentale abbiamo utilizzato il modello murino, seguendo un protocollo, detto ‘arricchimento ambientale’, di esercizio fisico volontario, di stimolazione cognitiva e di interazione sociale, che riproduce Train the Brain. I modelli animali ‘arricchiti’, normalmente più bravi nello svolgimento di un test di memoria spaziale rispetto a quelli allevati in condizioni standard, perdono il loro vantaggio se i livelli di CCL11 sono mantenuti elevati artificialmente. Viceversa, la neutralizzazione di questa molecola nei soggetti allevati in condizioni standard comporta un miglioramento della loro capacità cognitiva che li rende simili agli arricchiti”.
“Questi esperimenti mostrano come la riduzione del livello ematico della molecola infiammatoria CCL11 costituisca un meccanismo chiave nel miglioramento delle prestazioni di apprendimento e memoria indotto dal training fisico e cognitivo”, conclude Margherita Maffei. “I risultati aprono la strada a possibili strategie terapeutiche per alleviare gli effetti della perdita di memoria dovuta a patologie neurodegenerative, prima tra tutte la malattia di Alzheimer, tramite un’azione mirata su CCL11. Il gruppo è attualmente alla ricerca di nuovi finanziamenti per proseguire il progetto e riuscire così a chiarire, tra l’altro, quali siano le cellule cerebrali bersaglio dell’azione di CCL11”.

Roma, 16 settembre 2021

Chi: Istituto di neuroscienze del Cnr, Istituto di fisiologia clinica del Cnr
Che cosa: riduzione della molecola infiammatoria CCL11 per aumentare i benefici dell’allenamento fisico e mentale sul declino cognitivo
DOI: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889159121005122?via%3Dihub

Una giovane stella ci svela l’infanzia del Sole

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Un team di astronomi dell’Università di Boston ha individuato un punto caldo (hot spot) dalla forma asimmetrica sulla superficie di una stella in formazione, Gm Aur, a 450 anni luce da noi. L’osservazione della luce nelle varie lunghezze d’onda conferma i modelli teorici relativi ai flussi di gas magnetizzati che trasportano le particelle provenienti dal disco protoplanetario. Lo studio, pubblicato su Nature, potrebbe fornire nuove informazioni sull’aspetto del Sole nella sua “infanzia” e sulla formazione del Sistema solare

Articolo di , del 06/09/2021

Una giovane stella a circa 450 anni luce dalla Terra può insegnarci qualcosa sulla nascita del Sistema solare e sull’aspetto del Sole quando era solo un piccolo astro in formazione. Un team di astronomi dell’Università di Boston ha rilevato un “punto caldo” (hot spot) sulla superficie di Gm Aur (una stella situata nella nube molecolare Taurus-Auriga), offrendo così nuovi indizi sul processo di accrescimento stellare. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature.

Quando una stella si sta formando – spiega Catherine Espaillat della Boston University, prima autrice dello studio – divora particelle di gas e polvere che le vorticano intorno in quello che viene chiamato disco protoplanetario. Quest’ultimo si trova all’interno di una nube molecolare magnetizzata, una regione del cosmo in cui densità e temperatura del mezzo interstellare favoriscono la formazione di nuove stelle. Le particelle del disco protoplanetario seguono il campo magnetico fino ad arrivare alla stella (accrescimento magnetosferico), e quando si scontrano con la superficie dell’astro si formano i cosiddetti hot spot, punti in corrispondenza dei flussi magnetici in cui il gas è estremamente caldo e denso.

Al momento è impossibile fotografare una stella così lontana come Gm Aur, ma si può sfruttare il fatto che le diverse regioni della superficie di una stella emettono luce a diverse lunghezze d’onda. Gli “occhi” del telescopio spaziale Hubble, del Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess), dell’Osservatorio spaziale Swift e della rete globale dei telescopi dell’Osservatorio Las Cumbres hanno dunque rilevato lo spettro elettromagnetico della stella a raggi X, ultravioletti, infrarossi e in luce visibile. Evidenziando la presenza di una regione di forma unica su questa baby stella, i dati raccolti confermano per la prima volta i modelli teorici di accrescimento che gli astronomi avevano sviluppato per prevedere la formazione degli hot spot.

Gm Aur impiega circa una settimana per compiere una rotazione completa, e ci si aspettava che in quel periodo la luminosità aumentasse e diminuisse in base alla visibilità del brillante hot spot rispetto alla Terra. Ma i dati raccolti mostravano un’incongruenza: la luce Uv raggiungeva la sua massima intensità circa un giorno prima rispetto a tutte le altre lunghezze d’onda, che invece toccavano il picco contemporaneamente. «Li abbiamo esaminati così tante volte, abbiamo ricontrollato i tempi e ci siamo resi conto che non si trattava di un errore», spiega Espaillat. «Questo hot spot non è un cerchio perfetto. È più simile a un arco, con una parte che è più calda e più densa del resto». Una forma unica che spiega lo sfalsamento nei dati alle diverse lunghezza d’onda.

«Questo studio ci insegna che i punti caldi sono “impronte” create dal campo magnetico sulla superficie stellare», conclude Espaillat. Un tempo anche il Sole aveva hot spot – punti caldi, dunque, a differenza delle macchie solari (sunspot), che sono più fredde del resto della superficie – concentrati nelle regioni in cui stava “mangiando” particelle dal disco protoplanetario di gas e polvere. Alla fine i dischi svaniscono, lasciando stelle, pianeti e altri oggetti cosmici che costituiscono un sistema stellare. Studiare giovani stelle che condividono proprietà simili a quelle del Sole è dunque, secondo Espaillat, fondamentale anche per comprendere la nascita del nostro pianeta.

LICENZA PER IL RIUTILIZZO DEL TESTO:

Articolo pubblicato su media.inaf.it, nella sezione Astronomia

MEDIA INAF

Direttore responsabile: Marco Malaspina
Registrazione n. 8150 dell’11.12.2010 presso il Tribunale di Bologna
ISSN 2724-2641

 

Stelle che mangiano pianeti: c’è la prova chimica

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Gli astronomi guidati dall’Inaf hanno identificato le prove di questo processo di cannibalizzazione dalla composizione chimica di stelle simili al Sole. Nell’articolo pubblicato oggi su Nature Astronomy viene riportato uno studio statistico effettuato su 107 sistemi binari utilizzando i dati prodotti dallo spettrografo Harps montato sul telescopio da 3,6 metri dell’Eso

Articolo dell’, del 30/08/2021

Un gruppo di astronomi guidati dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha rivelato che una frazione significativa di sistemi binari con stelle simili al Sole nasconde un passato molto travagliato culminato con la caduta di parte del materiale planetario direttamente nella stella ospite. I risultati dello studio, riportati in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, hanno evidenziato la diversità chimica tra i sistemi stellari all’interno della Via Lattea, dovuta a processi altamente caotici che hanno imposto significative riconfigurazioni delle architetture dei sistemi stessi. Questo processo di “cannibalizzazione planetaria” non si è verificato nel Sistema solare, che ospita la Terra: il Sole ha preservato i suoi pianeti su orbite ordinate e quasi circolari, il che ha favorito il fiorire della vita sul nostro pianeta.

Gli astronomi hanno identificato le prove di questo processo di cannibalizzazione dalla composizione chimica di stelle simili al Sole. Nello specifico, il gruppo ha eseguito uno studio statistico su 107 sistemi binari composti utilizzando i dati prodotti dallo spettrografo Harps montato sul telescopio da 3,6 metri dell’Eso. A questi spettri hanno poi aggiunto altri dati già presenti nei database e che sono stati acquisiti da spettrografi ad alta risoluzione simili ad Harps.

Le due componenti stellari di un sistema binario sono formate dallo stesso gas e quindi dovrebbero essere chimicamente identiche. Tuttavia, se un pianeta cade in una delle due stelle si dissolve nello strato stellare esterno modificando la composizione chimica della stella cannibale, con elementi più pesanti (come litio e ferro) che risultano più abbondanti di quanto previsto. La composizione chimica dell’altra stella invece resterà invariata. Andando a confrontare gli elementi chimici delle due componenti di un gran numero di sistemi binari, i ricercatori sono stati in grado di identificare quali stelle avessero una composizione anomala, dimostrando poi che le anomalie chimiche possono essere causate solo dalla caduta di pianeti verso la stella centrale.

Il team è riuscito a determinare con quale frequenza stelle simili al Sole inghiottiscono i propri pianeti: ben un quarto di queste stelle ospitano sistemi planetari talmente caotici da aver portato a drammatici eventi di cannibalizzazione planetaria. Ciò si verifica con una probabilità compresa tra il 20 e il 35 per cento. «Sarebbe come se Giove o Saturno cadessero verso il Sole, distruggendo anche le orbite dei pianeti più interni. È improbabile che sistemi planetari così dinamici siano adatti ad ospitare forme di vita complessa come quelle presenti sulla Terra», specifica Lorenzo Spina, primo autore dell’articolo nonché assegnista di ricerca presso l’Inaf di Padova.

«Questi risultati», continua Spina, «rappresentano una svolta generazionale dell’astrofisica stellare e nell’esplorazione degli esopianeti. Fino ad adesso sapevamo solo dell’esistenza di alcuni sistemi binari anomali, formati cioè da stelle chimicamente differenti. Tuttavia la causa di queste anomalie non era ancora del tutto chiara. Abbiamo condotto uno studio statistico su un grande campione di stelle dimostrando che le anomalie osservate sono la diretta conseguenza della cannibalizzazione di pianeti. Per esempio, ci siamo accorti che più lo strato esterno della stella si assottiglia, tanto più aumenta la probabilità di osservare anomalie chimiche. Questo perché, quando il materiale planetario si diluisce in una minor quantità di materiale stellare, aumenta la sua capacità di mutare la composizione chimica stellare».

«Una delle principali sfide scientifiche del ventunesimo secolo è senza dubbio la ricerca di pianeti quanto più simili alla Terra. Tuttavia la Via Lattea contiene milioni di stelle simili al nostro Sole e la caccia alla Terra 2.0 rischia di diventare molto simile alla ricerca del proverbiale ‘ago nel pagliaio’. Il nostro studio apre alla possibilità di usare l’informazione sulla composizione chimica delle stelle per identificare quelle che hanno probabilità maggiori di ospitare gemelli del nostro Sistema solare», conclude Spina.

LICENZA PER IL RIUTILIZZO DEL TESTO:

Articolo pubblicato su media.inaf.it, nelle sezioni Astronomia e Comunicati Stampa.

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Amazzonia: la deforestazione riduce le piogge

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COMUNICATO STAMPA 98/2021

Una recente pubblicazione dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Cnr su Global Change Biology rivela che l’incidenza del disboscamento sulla piovosità della regione amazzonica
è maggiore di quanto previsto e potrebbe portare fino a una riduzione annuale del 55-70%. Il lavoro è stato condotto in collaborazione con l’Università di Utrecht (Paesi Bassi)

La foresta amazzonica genera una parte della pioggia che cade nella sua stessa zona, poiché preleva acqua dal suolo e la traspira nell’aria circostante, e in questo modo si auto-sostiene. Uno studio dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del Consiglio nazionale delle ricerche di Torino (Cnr-Isac) pubblicato su Global Change Biology, rivela che il contributo della foresta è maggiore di quanto si pensasse. “Piccoli cambiamenti nell’umidità dell’aria, dovuti alla presenza o meno di alberi, possono portare a grandi cambiamenti nella pioggia osservata”, dichiara Mara Baudena, ricercatrice del Cnr-Isac e primo autore della ricerca. “Queste amplificazioni finora non erano state considerate. In questo studio sono stati analizzati dati di precipitazione e umidità dell’aria per più di dieci anni a scala oraria su una ampia parte della foresta amazzonica e delle aree confinanti, in combinazione con dati e modelli sviluppati in lavori precedenti dall’Università di Utrecht nei Paesi Bassi, che calcolano come l’umidità venga traspirata dalle piante e trasportata dai venti in tutta l’Amazzonia”.

Le nuove stime hanno implicazioni importanti. “Nel caso più estremo, in cui l’intera foresta fosse disboscata, secondo le nostre stime la precipitazione annuale nell’area scenderebbe del 55-70%”, prosegue la ricercatrice Cnr-Isac. “I dati vanno però trattati con prudenza: queste nuove stime sono un importante passo avanti del nostro livello di conoscenza, ma non sono prive di incertezze e approssimazioni. Dovremo proseguire la ricerca con metodi diversi per confermarle”, aggiunge Arie Staal, dell’Università di Utrecht. Gli autori confidano comunque che il risultato ottenuto sia qualitativamente significativo. “Anche una relativa deforestazione potrebbe avere effetti più drammatici del previsto sulle piogge, sulla foresta e sulle zone confinanti, sede di coltivazioni e allevamenti che sono spesso all’origine della deforestazione stessa”, conclude Baudena. “D’altro canto, la riforestazione di aree già disboscate potrebbe portare a effetti importanti riguardo il ripristino del ciclo dell’acqua e della piovosità”.

 

Immagine: Gli effetti del disboscamento e della riforestazione sulla pioggia in Amazzonia. Piccoli cambiamenti nell’umidità dell’aria, dovuti alla presenza o meno di alberi (sull’asse orizzontale nel grafico), possono portare a grandi cambiamenti nella pioggia osservata (asse verticale).

Roma, 17 agosto 2021

La scheda
Chi: Cnr-Isac, Università di Utrecht
Che cosa: “Effects of land-use change in the Amazon on precipitation are likely underestimated”
Baudena et al 2021 Global Change Biology. Article DOI: 10.1111/gcb.15810

Anelli come sismografi svelano il cuore di Saturno

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Il nucleo di Saturno non sarebbe la palla solida che gli studiosi avevano ipotizzato, ma una zuppa di ghiaccio, roccia e fluidi metallici. A suggerirlo è uno studio, pubblicato su Nature Astronomy, condotto da Christopher Mankovich e Jim Fuller del Caltech, che attraverso i dati della sonda Cassini hanno analizzato le increspature degli anelli, ottenendo preziose informazioni sull’interno del pianeta

Articolo di , del 20/08/2021


La missione Cassini-Huygens per lo studio di Saturno e del suo sistema – frutto di una collaborazione tra Nasa, Esa e Asi – è terminata nel 2017 dopo che l’orbiter si è disintegrato tuffandosi nell’atmosfera del gigante gassoso. Le misurazioni gravitazionali e sismiche effettuate da Cassini sono state ora usate da due astronomi del Caltech, Christopher Mankovich e Jim Fuller, per esaminare le oscillazioni del pianeta e il loro riverbero sugli anelli. I risultati sono stati pubblicati questa settimana su Nature Astronomy.

Dai dati acquisiti risulta più probabile che il nucleo di Saturno sia un miscuglio di ghiaccio, roccia e fluidi metallici, e non un solido roccioso come suggerivano alcune teorie precedenti. L’analisi rivela anche che il nucleo “confuso” – fuzzy, così lo hanno definito gli scienziati a causa dell’assenza di una stratificazione ben definita – si estende per circa il 60 per cento del diametro del pianeta, occupando un volume più grande di quanto stimato in precedenza. La massa del nucleo è risultata essere pari a 55 volte quella della Terra, con l’equivalente di 17 masse terrestri composto da roccia e ghiaccio e il resto da un fluido di idrogeno ed elio.

Le oscillazioni di Saturno creano delle onde nei suoi anelli, un po’ come succede per i terremoti terrestri, che fanno “risuonare” il pianeta. L’idea di studiare gli anelli come fossero un sismografo non è nuova. All’inizio degli anni Novanta, la sonda spaziale Voyager 1 rivelò delle particolari increspature sull’anello C di Saturno. Più avanti, nel 2013, un team di scienziati, guidati da Matthew Hedman e Philip Nicholson della Cornell University, indagò la causa all’origine del fenomeno, e grazie ai dati rilevati da Cassini si scoprì che le increspature a spirale sull’anello C erano causate da fluttuazioni del campo gravitazionale generate da oscillazioni di materia all’interno del nucleo del pianeta.

«La superficie del pianeta si muove di circa un metro ogni una o due ore, come un lago che si increspa lentamente. Come un sismografo, gli anelli raccolgono i disturbi gravitazionali e le particelle iniziano a muoversi», dice Mankovich.

Ora i due astronomi hanno usato lo schema delle onde negli anelli per studiare i movimenti del nucleo di Saturno. «Affinché il campo gravitazionale del pianeta oscilli con queste particolari frequenze», spiega Fuller, «l’interno deve essere stabile, e questo è possibile solo se la frazione di ghiaccio e roccia aumenta gradualmente man mano che ci si avvicina al centro del pianeta».

Per la prima volta è stata sondata la struttura di un gigante gassoso attraverso un’analisi sismologica, arrivando alla conclusione che l’interno profondo di Saturno possa essere composto da strati stabili che si sono formati dopo che i materiali più pesanti sono sprofondati al centro del pianeta e hanno smesso di mescolarsi con materiali più leggeri sopra di essi.

Il nucleo non ha quindi una struttura uniforme, ma ci sarebbe una distribuzione graduale di elementi pesanti, che aumentano progressivamente verso il centro. I risultati concorderebbero con le recenti prove fornite da Juno, la sonda della Nasa che è in esplorazione di Giove. I due pianeti potrebbero avere un nucleo “diffuso” molto simile, che ha attratto a sé il gas circostante fin dal principio, cioè da quando stava prendendo forma, confutando la teoria che sostiene si sia formato prima il nucleo roccioso e poi gli involucri di gas.

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Ci lascia Gino Strada, fondatore di Emergency

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Dopo la proiezione di This is Giffoni, introdotta dal direttore Claudio Gubitosi, il professor  Domenico De Masi e il prof. Pierluigi Mingarelli hanno dato vita, nella Sala Blu, a un dialogo avvincente con i giffoner.

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