Nancy Grace Roman:
la donna che ha insegnato all’umanità a osservare l’universo dallo spazio

una svolta per comprendere l'Universo!

fondamenti scientifici e implicazioni per l'astrofisica moderna

Il Nancy Grace Roman Space Telescope, nuovo osservatorio spaziale della NASA, rappresenta una delle missioni astrofisiche più ambiziose mai realizzate. Il lancio è previsto per l’inizio di settembre 2026 dal Kennedy Space Center di Cape Canaveral, a bordo di un razzo Falcon Heavy di SpaceX, con un anticipo significativo rispetto alla pianificazione iniziale che lo collocava nel 2027.

Un telescopio pensato per le grandi domande cosmologiche
Il Roman Telescope nasce per affrontare due delle sfide più profonde dell’astrofisica moderna: la comprensione dell’energia oscura e della materia oscura e lo studio sistematico degli esopianeti, inclusi quelli potenzialmente abitabili. Oggi sappiamo che la materia ordinaria, quella che compone stelle, pianeti e galassie, rappresenta solo circa il 5–6% del contenuto dell’Universo; il resto è dominato da componenti invisibili e ancora largamente misteriose. Roman è progettato proprio per gettare nuova luce su questi enigmi fondamentali. Grazie a un campo visivo oltre 100 volte superiore a quello del Telescopio Spaziale Hubble, Roman potrà osservare ampie porzioni di cielo con una rapidità e una profondità senza precedenti. Questo aspetto lo rende complementare a missioni come Hubble e il più recente James Webb Space Telescope, che eccellono nello studio dettagliato di regioni più ristrette del cosmo.

Tecnologia avanzata al servizio della scienza
Il telescopio è dotato di uno specchio primario da 2,4 metri, della stessa dimensione di Hubble, ma abbinato a una strumentazione radicalmente più avanzata. I due strumenti principali a bordo sono:

• una Wide Field Instrument, una camera ad ampio campo composta da 18 rivelatori, progettata per grandi survey cosmologici;

• un coronografo di nuova generazione, che utilizza ottica attiva e specchi deformabili per sopprimere la luce stellare e consentire l’osservazione diretta di esopianeti.

Roman opererà in un’orbita halo attorno al punto lagrangiano L2, a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, la stessa regione dello spazio in cui si trova il Webb Telescope. Questa posizione garantisce stabilità termica e condizioni ideali per osservazioni astronomiche di altissima precisione.

Un’enorme quantità di dati per la comunità scientifica mondiale

Uno degli aspetti più rivoluzionari del Roman Space Telescope è la sua capacità di produrre fino a 11 terabyte di dati al giorno. In un solo anno di operazioni, Roman fornirà più dati di quanti Hubble ne abbia raccolti in tutta la sua vita operativa.

Questi dati permetteranno di:

• compilare un inventario dettagliato degli oggetti cosmici, dalle galassie alle supernove;

• scoprire migliaia di nuove supernove, essenziali per misurare l’espansione cosmica;

• individuare decine di migliaia di nuovi esopianeti, anche di massa simile a quella terrestre.

Come già avvenuto per Hubble e Webb, tutti i dati scientifici saranno resi pubblici in tempi brevissimi, consentendo a ricercatori di tutto il mondo di analizzarli liberamente. Questa apertura è uno dei motivi per cui la missione Roman è stata preservata dai tagli ai programmi scientifici della NASA.

Esopianeti e relatività generale: la lente gravitazionale
Un contributo cruciale del Roman Telescope riguarderà la ricerca di pianeti extrasolari tramite la microlente gravitazionale, una tecnica basata sulla relatività generale di Einstein. Quando la luce di una stella lontana viene deviata dal campo gravitazionale di un oggetto in primo piano, come una stella o un pianeta, si producono temporanei bagliori che rivelano la presenza di corpi altrimenti invisibili. Roman condurrà una vasta Galactic Bulge Time-Domain Survey, (indagine a dominio temporale del bulge galattico) osservando il rigonfiamento centrale della Via Lattea per cogliere questi eventi rari ma estremamente informativi, ampliando enormemente il censimento planetario della nostra galassia.

Un ponte verso il futuro dell’astrofisica
Intitolato nel 2020 a Nancy Grace Roman, pioniera dell’astronomia spaziale e prima donna a ricoprire ruoli dirigenziali alla NASA, il telescopio è il frutto di oltre dieci anni di lavoro e di un investimento di circa 4 miliardi di dollari. Il Roman Space Telescope non rappresenta solo una missione scientifica, ma un vero ponte verso il futuro: i suoi risultati guideranno la progettazione delle prossime grandi infrastrutture, come l’Habitable Worlds Observatory, un telescopio di classe 8 metri dedicato alla ricerca di mondi abitabili e allo studio dell’Universo nell’ultravioletto. In questo senso, Roman non sarà soltanto un successore di Hubble e Webb, ma un acceleratore di conoscenza, capace di ridefinire il modo in cui osserviamo e comprendiamo l’Universo, aprendo la strada a scoperte che oggi possiamo solo immaginare.

"Prof. Chiamato Nancy Grace Roman, in onore della prima astronoma capo della NASA e "madre del telescopio spaziale Hubble", il telescopio spaziale avrà un campo visivo almeno 100 volte più ampio di quello di Hubble, potendo potenzialmente misurare la luce di un miliardo di galassie nel corso della sua vita operativa. Questo osservatorio sarà inoltre in grado di bloccare la luce stellare per osservare direttamente esopianeti e dischi protoplanetari, completare un censimento statistico dei sistemi planetari nella nostra galassia e risolvere questioni fondamentali nei campi dell'energia oscura, degli esopianeti e dell'astrofisica infrarossa.

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Nancy Grace Roman è stata un’astronoma statunitense di straordinaria importanza per lo sviluppo dell’astronomia spaziale moderna. Nata a Nashville (Tennessee) il 16 maggio 1925, mostrò fin da giovane un forte interesse per l’osservazione del cielo, interesse che si consolidò in una carriera scientifica di grande rilievo. Conseguì la laurea in astronomia presso lo Swarthmore College nel 1946 e il dottorato all’Università di Chicago nel 1949, con una tesi dedicata allo studio dei moti stellari del gruppo dell’Orsa Maggiore. Nelle prime fasi della sua carriera accademica lavorò presso lo Yerkes Observatory, dove si occupò di classificazione stellare e dinamica galattica, contribuendo alla comprensione della struttura della Via Lattea. In seguito entrò al Naval Research Laboratory, avvicinandosi alla radioastronomia, un campo allora emergente che ampliava le possibilità di osservazione del cosmo oltre le bande ottiche tradizionali. Nel 1959 Nancy Grace Roman fu chiamata alla NASA, appena istituita, diventando la prima donna a ricoprire un incarico dirigenziale all’interno dell’agenzia e assumendo il ruolo di Chief of Astronomy (Responsabile dell’area di astronomia). In questa posizione ebbe un’influenza decisiva nella definizione del programma di astronomia spaziale degli Stati Uniti, promuovendo missioni scientifiche in grado di osservare l’universo dallo spazio e superare le limitazioni dell’atmosfera terrestre. La sua attività fu determinante nel coordinare la comunità scientifica, gli ingegneri e le istituzioni politiche coinvolte nello sviluppo di grandi progetti di osservazione orbitale. Roman è conosciuta soprattutto come la “madre del Telescopio Spaziale Hubble”, per il ruolo centrale svolto nella pianificazione e nella promozione scientifica di quello che sarebbe divenuto uno degli strumenti più importanti della storia dell’astronomia. Il Telescopio Spaziale Hubble ha rivoluzionato la conoscenza dell’universo, aprendo nuove prospettive nello studio delle galassie, delle stelle e dell’evoluzione cosmica. Oltre ai risultati scientifici e istituzionali, Nancy Grace Roman fu una convinta sostenitrice della divulgazione scientifica e dell’accesso delle donne alle carriere STEM, in un periodo storico in cui tali percorsi erano fortemente ostacolati da pregiudizi di genere. In riconoscimento del suo lascito, nel 2020 la NASA ha intitolato a lei il Nancy Grace Roman Space Telescope, un osservatorio spaziale di nuova generazione progettato per lo studio dell’energia oscura, degli esopianeti e della struttura su larga scala dell’universo.

Quando si parla dei grandi strumenti che hanno cambiato per sempre il modo in cui osserviamo il cosmo, il Telescopio Spaziale Hubble è spesso il primo nome a emergere. Meno immediato, ma altrettanto fondamentale, è quello di Nancy Grace Roman, l’astronoma che più di chiunque altro rese possibile l’idea stessa dell’astronomia spaziale moderna. La sua storia comincia lontano dai grandi centri di ricerca, quando a soli undici anni Roman fonda un piccolo club di astronomia con i compagni di classe in Nevada. Una volta alla settimana, armati di libri e curiosità, imparano a riconoscere costellazioni e oggetti celesti. È un dettaglio che potrebbe sembrare marginale, ma che rivela una determinazione rara: già in adolescenza, Roman sapeva che l’astronomia non sarebbe stata semplicemente una passione, bensì una vocazione. Determinazione che non venne meno di fronte ai primi ostacoli. Negli anni Quaranta e Cinquanta, per una giovane donna interessata alla scienza – e in particolare all’astronomia – il percorso era tutt’altro che lineare. Roman frequentò la Western High School di Baltimora, diplomandosi in soli tre anni grazie a un programma accelerato, per poi laurearsi in astronomia allo Swarthmore College nel 1946. Qui cominciò a fare esperienza diretta di osservazione, lavorando allo Sproul Observatory, prima di ottenere, nel 1949, un dottorato in astronomia all’Università di Chicago. Nei sei anni successivi, il suo lavoro tra lo Yerkes Observatory e il McDonald Observatory in Texas la portò a contribuire allo studio dei moti stellari e delle proprietà spettrali delle stelle. Fu proprio in questo periodo che si verificò una scoperta rivelatrice: osservando la stella AG Draconis, Roman notò un cambiamento radicale del suo spettro di emissione rispetto ai dati precedenti. La pubblicazione di quel risultato, quasi casuale, ebbe un impatto significativo sulla sua reputazione scientifica, dimostrando la sua capacità di cogliere segnali inattesi nel rumore dei dati osservativi. Eppure, nonostante i risultati, l’ambiente accademico rimaneva ostile. Le posizioni di ruolo per le donne erano poche, e spesso irraggiungibili. Roman prese quindi una decisione cruciale: lasciare l’università e trasferirsi allo United States Naval Research Laboratory. Qui entrò in un campo allora emergente, la radioastronomia, lavorando sull’analisi di radiosorgenti non termiche, su applicazioni di geodesia e sulla spettroscopia a microonde, fino a dirigere una propria sezione di ricerca. Fu un passaggio decisivo: quell’esperienza tecnica e interdisciplinare si sarebbe rivelata essenziale qualche anno più tardi. Nel 1959, a pochi mesi dalla nascita della NASA, Roman ricevette una proposta che avrebbe cambiato non solo la sua carriera, ma l’intera storia dell’astronomia. Le venne chiesto se conoscesse qualcuno adatto a creare un programma di astronomia spaziale per la nuova agenzia. Roman capì immediatamente la portata dell’invito e si propose in prima persona. Fu così che divenne la prima responsabile dell’astronomia dell’Office of Space Science e la prima donna a ricoprire un ruolo dirigenziale nella NASA. Il suo lavoro non si limitò a scrivanie e progetti. Roman viaggiò a lungo per gli Stati Uniti, incontrando astronomi, visitando università, ascoltando esigenze e resistenze. Doveva costruire consenso attorno a un’idea allora rivoluzionaria: osservare l’universo dallo spazio, aggirando i limiti imposti dall’atmosfera terrestre. Con pazienza e visione, contribuì alla nascita dei primi osservatori in orbita, dai satelliti sensibili all’ultravioletto e ai raggi X fino agli Orbiting Astronomical Observatories. Ma la sua eredità più profonda prese forma negli anni Sessanta e Settanta, quando Roman guidò i primi comitati scientifici che posero le basi concettuali di quello che sarebbe diventato il Telescopio Spaziale Hubble. Ne definì l’impostazione scientifica, l’organizzazione del programma e il dialogo tra scienziati, ingegneri e decisori politici. Per questo, ancora oggi, viene ricordata come la “madre di Hubble”: non una semplice promotrice, ma l’architetta di una visione che avrebbe trasformato l’astronomia osservativa. Parallelamente, Roman affrontò per tutta la carriera le difficoltà legate all’essere una donna in un ambiente largamente maschile. Dallo scoraggiamento subito a scuola fino all’isolamento ai vertici della NASA, la sua esperienza riflette le tensioni di un’epoca, ma anche la possibilità di cambiarla. Senza mai assumere un ruolo apertamente militante, Roman divenne un modello silenzioso ma potentissimo per le generazioni successive di scienziate. Dopo oltre vent’anni alla NASA, continuò a lavorare come consulente fino alla fine degli anni Novanta. È scomparsa nel 2018, ma il suo nome guarda oggi letteralmente al futuro: nel 2020 la NASA ha scelto di intitolare a lei il Nancy Grace Roman Space Telescope, uno strumento destinato a esplorare l’energia oscura, gli esopianeti e la struttura su larga scala dell’universo. Un tributo che riassume perfettamente la sua eredità: aver dato all’umanità nuovi occhi per osservare il cosmo.

Nancy Roman con un modello dell'Orbiting Solar Observatory

Nancy Grace Roman, la scienziata che portò l’astronomia nello spazio

Il Nancy Grace Roman Space Telescope (RST) rappresenta uno dei più ambiziosi osservatori spaziali dedicati allo studio dell’universo su larga scala e costituisce un’evoluzione concettuale dell’astronomia osservativa, andando oltre i limiti imposti dalle osservazioni nel visibile. Operando principalmente nel vicino infrarosso, Roman è progettato per affrontare questioni fondamentali della cosmologia moderna, in particolare la natura dell’energia oscura, la distribuzione della materia oscura e la formazione ed evoluzione delle strutture cosmiche. Dal punto di vista strutturale, l’universo è organizzato in una gerarchia di sistemi che spaziano dai componenti planetari (pianeti, satelliti, polveri e asteroidi), ai sistemi stellari, fino alle galassie e agli ammassi galattici, come evidenziato nei modelli di classificazione dei componenti cosmici. Tuttavia, le componenti osservabili rappresentano solo una frazione della massa‑energia totale dell’universo. Le osservazioni dinamiche indicano che la materia luminosa non è sufficiente a spiegare la stabilità delle galassie, la formazione degli ammassi e l’evoluzione su larga scala delle strutture cosmiche. Il Roman Space Telescope è stato concepito per colmare questa lacuna osservativa attraverso survey cosmologiche ad ampissimo campo, in grado di mappare la distribuzione di milioni di galassie su grandi volumi di spazio‑tempo. Tali mappature consentiranno di ricostruire la geometria dell’universo e il suo tasso di espansione nel tempo cosmico, fornendo vincoli osservativi indipendenti sui modelli di energia oscura responsabili dell’accelerazione dell’espansione osservata. L’osservazione nel vicino infrarosso permette inoltre di superare uno dei principali ostacoli dell’astronomia ottica: l’assorbimento e la diffusione della luce da parte delle polveri interstellari e intergalattiche. Roman potrà così indagare regioni di intensa formazione stellare, osservare galassie ad alto redshift e analizzare la popolazione di galassie primordiali la cui emissione ultravioletta è oggi spostata verso lunghezze d’onda maggiori a causa dell’espansione cosmica. Un ulteriore ambito chiave della missione riguarda lo studio dei sistemi planetari extrasolari mediante microlensing gravitazionale. Questa tecnica consente di rilevare pianeti anche di massa terrestre e pianeti liberi, non legati gravitazionalmente a una stella, ampliando in modo significativo il quadro statistico della popolazione planetaria galattica. In questo contesto, Roman favorisce un approccio sistematico allo studio dei componenti planetari dell’universo, andando oltre il campione limitato osservabile con la fotometria di transito. Dal punto di vista epistemologico, il Roman Space Telescope segna un passaggio fondamentale: l’universo non viene più studiato come un insieme di oggetti luminosi isolati, ma come un sistema fisico complesso, dominato da componenti non direttamente osservabili nel visibile. Materia oscura, energia oscura e strutture su larga scala diventano così osservabili indirettamente attraverso i loro effetti gravitazionali e geometrici. Guardare oltre il visibile significa quindi ridefinire il concetto stesso di osservabilità in cosmologia. In questo senso, il Nancy Grace Roman Space Telescope incarna pienamente l’eredità scientifica di Nancy Grace Roman: una visione dell’astronomia come disciplina capace di integrare strumenti, teoria e osservazione per comprendere l’architettura profonda dell’universo.

Questa animazione spiega come si sono formate le oscillazioni acustiche barioniche (BAO) nell'universo primordiale e come gli astronomi possono studiare la debole impronta che hanno lasciato sulla distribuzione delle galassie per analizzare gli effetti dell'energia oscura nel corso del tempo. All'inizio, il cosmo era riempito da un fluido caldo e denso chiamato plasma. Piccole variazioni di densità generavano onde sonore che si propagavano attraverso il fluido. Quando l'universo aveva circa 400.000 anni, le onde si sono "congelate" sul posto. Lungo le increspature si sono formate un numero leggermente maggiore di galassie. Queste increspature "congelate" si sono allungate con l'espansione dell'universo, aumentando la distanza tra le galassie. Gli astronomi possono studiare questa distanza preferenziale tra le galassie in diverse ere cosmiche per comprendere la storia dell'espansione dell'universo.

Quando Roman aprirà i suoi occhi sul cosmo, il suo ampio campo visivo e la sua nitida visione a infrarossi aiuteranno gli scienziati a raccogliere una miniera di dati preziosi. La missione utilizzerà diverse tecniche di misurazione per testare il nostro modello dell'universo tra l'epoca primordiale e quella moderna, con ogni metodo che verificherà gli altri. La recente scoperta che l'energia oscura potrebbe evolversi potrebbe significare che essa ha iniziato a influenzare l'espansione dell'universo prima di quanto si pensasse. Il telescopio Roman studierà l'espansione cosmica durante epoche remote, fornendo informazioni uniche che rimangono inaccessibili ad altri telescopi. Ciò potrebbe confermare se l'energia oscura stia effettivamente cambiando nel tempo e offrire indizi per spiegare un comportamento così inatteso.

Nancy Grace Roman Space Telescope oltre il visibile

Roman Space Telescope: l’occhio che scruterà l’universo come mai prima

Il sistema WFI di Roman è stato integrato sul supporto dello strumento insieme al coronografo. Grazie a questo strumento, ogni immagine di Roman catturerà una porzione di cielo più grande delle dimensioni apparenti della Luna piena. Le immagini a infrarossi di Hubble, scattate con la sua Wide Field Camera 3, sono circa 200 volte più piccole. Persino le esposizioni più ampie di Hubble, realizzate con l'Advanced Camera for Surveys, sono quasi 100 volte più piccole. Nei primi cinque anni di osservazione, Roman riprenderà una porzione di cielo oltre 50 volte maggiore di quella coperta da Hubble nei suoi primi 30 anni, esplorando il cielo fino a 1.000 volte più velocemente di Hubble, pur mantenendo una sensibilità e una risoluzione a infrarossi simili.

Il Coronagraph Instrument (CGI) del Nancy Grace Roman Space Telescope è stato integrato con successo nell’Instrument Carrier, la struttura di riferimento meccanico e ottico dell’osservatorio che collega il telescopio principale al modulo di servizio. L’Instrument Carrier, una griglia strutturale ad alta stabilità collocata tra lo specchio primario da 2,4 metri e lo spacecraft bus, garantisce l’allineamento e la stabilità termo‑meccanica necessari alle osservazioni di precisione durante il lancio e le operazioni in orbita. Sviluppato dal Jet Propulsion Laboratory (JPL), il Coronagraph Instrument è un dimostratore tecnologico di coronografia attiva progettato per la soppressione estrema della luce stellare mediante maschere coronografiche e specchi deformabili a controllo attivo, in grado di correggere in tempo reale le distorsioni del fronte d’onda. Questa architettura consente di raggiungere contrasti dell’ordine di 10⁻⁸ nel visibile, rendendo possibile l’imaging diretto e la spettroscopia di pianeti extrasolari e dischi circumstellari in luce riflessa. L’Instrument Carrier ospiterà inoltre il Wide Field Instrument (WFI), lo strumento scientifico principale della missione Roman. Il WFI è una camera visibile‑vicino infrarosso da circa 300 megapixel, basata su 18 rivelatori HgCdTe, progettata per survey cosmologiche ad ampio campo e per lo studio di energia oscura, materia oscura ed esopianeti tramite microlensing gravitazionale. L’integrazione completa del WFI e del telescopio Roman è prevista nelle fasi successive dell’assemblaggio dell’osservatorio.

Il grafico mostra la composizione dell’Universo: circa 68% energia oscura, 27% materia oscura e solo 5% materia ordinaria, quella visibile che forma stelle, pianeti e galassie.

Lo strumento Roman Coronagraph è un sistema di maschere, prismi, rivelatori, filtri e specchi autoflessibili costruito per dimostrare nuove tecnologie per bloccare il bagliore delle stelle e riprendere direttamente i pianeti e i dischi in orbita attorno ad esse. Sarà installato a bordo del telescopio spaziale Nancy Grace Roman della NASA, precedentemente noto come Wide Field InfraRed Survey Telescope (WFIRST).

Strumenti di Nancy Grace Roman Space Telescope

Coronografo: principio di funzionamento

L’osservazione dei pianeti extrasolari rappresenta una delle principali sfide dell’astronomia moderna. Il problema fondamentale risiede nell’enorme differenza di luminosità tra una stella e i pianeti che le orbitano attorno: la luce stellare è così intensa da nascondere completamente quella, molto più debole, dei pianeti. Per superare questo limite è stato sviluppato il coronografo attivo, uno strumento ottico avanzato installato sul telescopio spaziale Roman, capace di ridurre drasticamente il bagliore delle stelle e permettere l’osservazione diretta di esopianeti e dischi circumstellari. La luce proveniente da una stella lontana, insieme a quella riflessa dai suoi pianeti, entra nel telescopio dopo aver viaggiato per decine di anni nello spazio. Tuttavia, quando questa luce viene osservata, quella della stella è talmente intensa da “accecare” gli strumenti, rendendo invisibili i pianeti. Il coronografo funziona come uno schermo molto preciso: blocca la luce della stella e corregge le imperfezioni ottiche del telescopio, permettendo così di osservare oggetti molto più deboli che si trovano nelle sue vicinanze. Dal punto di vista fisico, il coronografo è progettato per aumentare il contrasto ottico tra la stella e gli oggetti circumstellari. Questo risultato è ottenuto attraverso tre elementi fondamentali: maschere ottiche, specchi deformabili e controllo attivo del fronte d’onda. Il sistema utilizza maschere coronografiche ad alta precisione che rimuovono selettivamente la componente centrale del fronte d’onda stellare. In questo modo l’intensità luminosa della stella viene ridotta di due o tre ordini di grandezza, rendendo osservabile la debole luce riflessa dai piani. Un elemento chiave del coronografo di Roman è la presenza di due specchi deformabili. Migliaia di attuatori microscopici modificano continuamente la forma degli specchi per correggere imperfezioni estremamente piccole dell’ottica del telescopio, anche inferiori allo spessore di un filamento di DNA. Queste correzioni permettono di eliminare aberrazioni che altrimenti produrrebbero aloni luminosi. Il sistema realizza un avanzato controllo attivo del fronte d’onda, che consente di compensare in tempo reale le distorsioni della luce. Questa tecnologia rende il coronografo di Roman il primo coronografo attivo mai utilizzato nello spazio, rispetto ai coronografi passivi dei precedenti telescopi spaziali. Oltre a bloccare la luce diretta della stella, il coronografo riduce anche gli effetti di diffrazione, cioè la deviazione della luce attorno ai bordi degli elementi ottici. Questo contribuisce a ottenere immagini più pulite e ad alto contrasto. Grazie a queste tecnologie, il coronografo del telescopio Roman è in grado di osservare pianeti fino a 100 milioni di volte più deboli della loro stella. Ciò permette l’imaging diretto di pianeti giganti gassosi, simili a Giove, e lo studio dei dischi di gas e polveri in cui avviene la formazione dei sistemi planetari. Questo strumento rappresenta un miglioramento tecnologico compreso tra 100 e 1000 volte rispetto ai coronografi spaziali precedenti e costituisce un passo fondamentale verso future missioni dedicate allo studio di pianeti simili alla Terra. Il coronografo del telescopio spaziale Roman è un esempio significativo di come l’evoluzione tecnologica consenta di superare limiti osservativi fondamentali. Grazie alla combinazione di maschere ottiche, specchi deformabili e controllo attivo del fronte d’onda, è possibile osservare direttamente mondi lontani che fino a poco tempo fa erano completamente invisibili. Questa tecnologia non solo amplia la nostra conoscenza dei sistemi planetari, ma apre la strada a future missioni volte alla ricerca di pianeti potenzialmente abitabili.

Il Wide Field Instrument (WFI) dell’Osservatorio Nancy Grace Roman

ll Wide Field Instrument (WFI) rappresenta lo strumento scientifico principale dell’Osservatorio spaziale Nancy Grace Roman ed è progettato per effettuare indagini astronomiche su larga scala nel visibile e nel vicino infrarosso. Combinando capacità di imaging ad ampio campo e spettroscopia senza fenditura, il WFI consente osservazioni ad alta sensibilità e risoluzione spaziale comparabile a quella del Telescopio Spaziale Hubble, ma su un’area di cielo significativamente più estesa. In questo articolo vengono descritti l’architettura dello strumento, i principali sottosistemi, le modalità osservative e i parametri tecnici che ne definiscono le prestazioni scientifiche.

L’Osservatorio Roman è stato progettato per affrontare questioni fondamentali dell’astrofisica moderna, richiedendo strumenti in grado di acquisire dati su grandi porzioni di cielo con elevata precisione fotometrica e stabilità. In questo contesto, il Wide Field Instrument (WFI) costituisce il carico scientifico primario dell’osservatorio, integrando una telecamera ad alta risoluzione e un sistema di spettroscopia a campo intero. Grazie all’ampio campo visivo e alle avanzate capacità di calibrazione, il WFI abilita programmi osservativi su larga scala, difficilmente realizzabili con precedenti missioni spaziali. Il WFI è una telecamera da 300 megapixel operante nel visibile e nel vicino infrarosso, accoppiata a uno spettrometro senza fenditura. Nell’architettura complessiva dell’Osservatorio Roman, lo strumento è suddiviso in due componenti principali:
   1) Cold Sensing Module (CSM)
   2) Warm Electronics Module (WEM)
Questa separazione riflette le diverse esigenze termiche e funzionali dei sottosistemi di rivelazione e di controllo elettronico. l CSM è collocato tra il telescopio e il corpo principale del veicolo spaziale ed è montato su una struttura di supporto denominata Instrument Carrier. Il suo elemento centrale è costituito dal piano focale, che ospita un array di 18 Sensor Chip Assemblies (SCA) Teledyne H4RG-10, ciascuno con una risoluzione di 4096 × 4096 pixel. L’insieme dei rivelatori produce un campo visivo totale di 0,8 × 0,4 gradi, pari a 0,281 gradi² escludendo le zone di separazione tra i sensori. Tale campo visivo risulta circa 200 volte più esteso rispetto a quello della camera WFC3-IR del Telescopio Spaziale Hubble, pur mantenendo una sensibilità superiore e una risoluzione spaziale comparabile. Prima di raggiungere l’array di rivelatori, la radiazione proveniente dal sistema ottico del telescopio attraversa l’Element Wheel Assembly (EWA), una ruota rotante che integra filtri per l’imaging e dispersori (grism e prisma) per la spettroscopia senza fenditura su tutto il campo osservato. Il piano focale è montato su un Alignment Compensation Mechanism (ACM), progettato per consentire un allineamento e una messa a fuoco estremamente precisi, essenziali per garantire la stabilità dell’immagine e la qualità dei dati scientifici. Il WFI è dotato di un sistema interno di calibrazione relativa che consente il monitoraggio continuo della risposta dei rivelatori, con particolare attenzione alla linearità. Questo sistema assicura la stabilità delle misure fotometriche per l’intera durata della missione, permettendo la correzione di variazioni strumentali nel tempo. Il Warm Electronics Module è responsabile del comando dello strumento e del controllo dei meccanismi. Esso è alloggiato in uno dei vani del bus del veicolo spaziale e gestisce le interfacce elettroniche necessarie al funzionamento del CSM, inclusa la ruota degli elementi ottici e i sistemi di acquisizione dati. L’EWA abilita diverse modalità operative del WFI, rendendo lo strumento estremamente versatile:
   1) Imaging: otto filtri di immagine coprono l’intervallo spettrale da 0,48 a 2,3 μm, consentendo osservazioni nel          visibile e nel vicino infrarosso. 
  2) Spettroscopia senza fenditura: l’utilizzo di un prisma e di un grism (reticolo e prisma) permette la                               spettroscopia a campo intero nell’intervallo 0,75–1,93 μm.
  3) Calibrazione: diffusori, elementi scuri e maschere filtranti consentono l’acquisizione di dark frame, flat field e        altre misure di calibrazione, integrate con il sistema di calibrazione interna del WFI.Le principali caratteristiche del WFI, derivate dai requisiti scientifici della missione, sono riassunte di seguito:
  1) Campionamento spaziale: 0,11 secondi d’arco per pixel
  2) Dimensione dei pixel: 10 μm
  3) Stabilità dell’immagine: errore del fronte d’onda di 1,0 nm RMS su 180 secondi
  4) Guida: rilevamento delle stelle guida integrato con la raccolta dei dati scientifici
Il controllo termico dello strumento avviene tramite raffreddamento passivo mediante radiatori esterni. Il sistema opera con più zone termiche, mantenendo i rivelatori a una temperatura di esercizio di 89,5 K, condizione necessaria per ridurre il rumore e ottimizzare le prestazioni nel vicino infrarosso. Il Wide Field Instrument dell’Osservatorio Roman rappresenta un significativo avanzamento tecnologico rispetto ai precedenti strumenti spaziali per l’astronomia nel visibile e nel vicino infrarosso. L’ampio campo visivo, combinato con un’elevata stabilità, una sofisticata architettura di calibrazione e modalità osservative flessibili, rende il WFI uno strumento chiave per indagini cosmologiche e astrofisiche su vasta scala. La sua progettazione modulare e robusta garantisce prestazioni scientifiche costanti lungo l’intera durata della missione.

La NASA sta inviando tecnologie rivoluzionarie sulla Luna a bordo della seconda consegna lunare di "Macchine Intelligenti" come parte dell'iniziativa CLPS (Commercial Lunar Payload Services) dell'agenzia e della campagna Artemis per stabilire una presenza umana a lungo termine sulla superficie lunare. Nell'ambito di questo volo CLPS verso la Luna, lo Space Technology Mission Directorate della NASA testerà nuove tecnologie per saperne di più su ciò che si trova sotto la superficie lunare, esplorare il suo terreno e migliorare la comunicazione nello spazio. La NASA sta collaborando con diverse aziende americane per portare scienza e tecnologia sulla superficie lunare attraverso l'iniziativa Commercial “Lunar Payload Services” (CLPS). Queste aziende, di varie dimensioni, competono per consegnare carichi utili per la NASA, che includono tutto, dall'integrazione e implementazione dei moduli lunari, al lancio dalla Terra e all'atterraggio sulla superficie lunare. Nell'ambito del programma Artemis, le consegne commerciali che inizieranno nel 2023 eseguiranno esperimenti scientifici, testeranno tecnologie e dimostreranno capacità per aiutare la NASA a esplorare la Luna mentre si prepara per le missioni umane. I contratti CLPS sono contratti a quantità indefinita con un valore massimo cumulativo di 2,6 miliardi di dollari fino al 2081.

Verso il primo insediamento umano sulla Luna

La Luna come frontiera del futuro: tra sogni cosmici e infrastrutture da costruire Joseph Silk, astrofisico di fama mondiale e veterano della cosmologia, lancia una visione mozzafiato: tra qualche decennio potremmo installare sulla Luna un telescopio capace di fotografare pianeti lontani come quelli del sistema TRAPPIST-1 con la stessa nitidezza con cui oggi osserviamo Marte. Foreste, montagne, oceani, persino luci di città aliene—tutto potrebbe diventare visibile. Ma la vera magia, dice Silk, non è nel telescopio. È nella Luna stessa.

Perché proprio la Luna?

• La faccia nascosta è priva di interferenze radio.

• L’assenza di atmosfera garantisce una risoluzione ottica eccezionale.

• È il luogo ideale per costruire un “ipertelescopio”: una rete di 30 strumenti interconnessi che simulano uno specchio di 19 km di diametro.

Cosa serve per realizzarlo?

• Razzi per trasportare i componenti.

• Piattaforme di allunaggio e robot per l’assemblaggio.

• Energia costante, anche durante la notte lunare (14 giorni).

• Una rete dati ad alta capacità per inviare immagini sulla Terra.

• Manutenzione, forse con astronauti residenti.

La costruzione dell'ipertelescopio non sarà l'unico motivo per la nuova corsa alla Luna ma parte di un più ampio slancio globale. La NASA intende riportare astronauti sul satellite con il programma Artemis ma non sono i soli che vogliono conquistare la Luna.

Questi sono alcuni paesi con ambizioni lunari:

• La NASA con Artemis II (2026) e un nuovo allunaggio (2027).

• La Cina punta al 2030 per portare i suoi astronauti.

• L’India prepara una missione di ritorno con campioni lunari.

• Start-up e aziende tech progettano habitat, miniere robotiche, reti elettriche e comunicazioni satellitari.

Due futuri possibili

1. Scenario ottimista: entro fine secolo, una vera economia lunare con lavoro, profitti e tecnologie avanzate.

2. Scenario distopico: un avamposto abbandonato, pieno di rottami spaziali e sogni infranti.

Oggi, però, siamo nel pieno di una nuova era spaziale, vibrante come quella delle missioni Apollo. La Luna è tornata ad essere la frontiera. E stavolta, potremmo restarci.

"Prof. Silk" più noto è Joseph Ivor Silk, un astrofisico britannico statunitense, professore emerito all'Università di Oxford e alla Johns Hopkins University. È famoso per il suo lavoro pionieristico sulla cosmologia, la formazione delle galassie e l'universo primordiale, per cui ha ricevuto il Premio Balzan nel 2011.

• Campo di studi: Cosmologia e astrofisica, con contributi significativi sulla formazione delle galassie, la materia oscura e l'universo primordiale.

• Carriera accademica: È stato Savilian Chair of Astronomy all'Università di Oxford e ora è professore emerito. È anche un professore di fisica e astronomia alla Johns Hopkins University.

• Premi e riconoscimenti: Ha ricevuto numerosi riconoscimenti, tra cui il prestigioso Premio Balzan nel 2011 per i suoi studi sull'universo primordiale.

Nel futuro della Luna, il protagonista inatteso è la regolite: una polvere grigia e abrasiva che ricopre ogni angolo del suolo lunare. Dannosa per le attrezzature e pericolosa per l’uomo, questa sostanza si rivela però fondamentale per costruire un’economia lunare sostenibile. Con i costi proibitivi del trasporto terrestre—fino a un milione di dollari per un litro d’acqua—l’unica via percorribile è sfruttare ciò che già si trova sul satellite.
La regolite contiene elementi preziosi come alluminio, ferro, titanio, silicio e ossigeno. Fusa a 1.660 °C, può essere trasformata in materiali da costruzione: mattoni, blocchi, piattaforme di allunaggio. Ed è proprio su questa intuizione che punta Astroport Space Technologies, una start-up texana guidata da Sam Ximenes, veterano dell’aerospazio. L’azienda sta testando Lunatron, un robot progettato per livellare il terreno lunare e pavimentarlo con regolite fusa. A Midland, in Texas, Astroport ha già allestito un’area di prova di sei ettari ricoperta di regolite simulata. L’obiettivo è chiaro: costruire infrastrutture lunari—piattaforme, strade, depositi—e offrire questi servizi a pagamento. Secondo Ximenes, “la regolite fusa può diventare un business”. E in effetti, questa nuova corsa alla Luna non si limita all’esplorazione scientifica. Punta a creare un ecosistema economico autosufficiente, dove ogni attore dipende dagli altri: chi costruisce razzi ha bisogno di chi realizza le piattaforme, che a sua volta dipende dai produttori di rover, dai fornitori di energia, dai gestori delle comunicazioni. In questo scenario, la Luna non è più solo una meta da raggiungere, ma un luogo da abitare e far crescere. E tutto potrebbe iniziare da un granello di polvere.

Ossigeno dalla regolite lunare
Una nuova tecnica permetterebbe di estrarre il prezioso gas dal suolo del nostro satellite

Impronta sulla regolite lunare

Sulla Terra, l’economia lunare non è più fantascienza: si sta costruendo pezzo dopo pezzo. Astroport di Ximenes e Astrolab stanno collaborando per sviluppare il FLEX rover, un veicolo compatto capace di trasportare fino a 900 kg sulla superficie lunare. Il suo compito? Portare in giro il pavimentatore Lunatron, una sorta di “asfaltatrice spaziale” per infrastrutture lunari.
Ma il vero cuore pulsante di questa nuova economia è la regolite, la polvere lunare. Blue Origin, l’azienda di Jeff Bezos, ha creato una divisione dedicata a trasformarla in elettricità e materiali utili direttamente sulla Luna. Il progetto si chiama Blue Alchemist e promette di produrre energia illimitata sfruttando solo il suolo lunare, il Sole e robot intelligenti.
Il processo è affascinante: si parte da un simulante di regolite, studiato per replicare fedelmente i campioni delle missioni Apollo. Questo viene fuso con energia solare fino a diventare un liquido brillante, da cui si estraggono silicio, ferro e alluminio. Questi elementi vengono poi trasformati in celle solari funzionanti, come quella mostrata da Blue Origin, grande quanto un palmo e marchiata con la celebre piuma del logo.
E non è tutto: fondere la regolite produce anche ossigeno, che può servire sia per respirare sia come componente del carburante per razzi. Un doppio vantaggio che rende il processo non solo sostenibile, ma anche strategico per le future missioni.
Il sogno? Costruire pannelli solari direttamente sulla Luna, alimentare robot e habitat, e magari trasmettere energia alla Terra sotto forma di microonde. I pannelli in orbita, liberi da nuvole e notti, sarebbero sette volte più efficienti di quelli terrestri. Con le giuste infrastrutture, si potrebbero lanciare “mattoni” di regolite in orbita, trasformarli in impianti fotovoltaici spaziali e rivoluzionare il modo in cui produciamo energia.
Tutto questo potrebbe essere gestito da una piccola squadra umana in orbita, mentre sulla Luna si lavora come in un cantiere remoto ma redditizio. Se l’immaginazione, la perseveranza e gli investimenti continueranno, entro il 2100 la Luna potrebbe diventare per l’energia ciò che il Golfo del Messico è stato per il petrolio: un hub affollato, strategico e incredibilmente lucrativo.

La superficie lunare si presenta come un paesaggio austero e spettacolare, privo di atmosfera e modellato da millenni di impatti, con una visibilità straordinaria e una Terra che domina il cielo nero, quattro volte più grande di quanto appaia la Luna vista dal nostro pianeta. Tuttavia, ciò che manca completamente è l’acqua, elemento essenziale per la vita e per qualsiasi prospettiva di sviluppo economico sostenibile sul satellite.
Nel 2008, la sonda indiana Chandrayaan-1, con strumenti NASA a bordo, ha rilevato per la prima volta tracce di acqua lunare, scatenando un’ondata di entusiasmo. I dati iniziali suggerivano la possibile presenza di ghiaccio nei crateri polari, alimentando visioni di basi lunari autosufficienti e di carburante per razzi prodotto in loco. Tuttavia, studi successivi e analisi più approfondite hanno ridimensionato queste aspettative.
Secondo Kevin Cannon, planetologo e consulente della start-up spaziale Ethos, le speranze di trovare ammassi di ghiaccio simili a iceberg sono infondate. Le evidenze scientifiche indicano che l’acqua lunare, se presente, è sotto forma di brina, minuscoli granelli di ghiaccio mescolati alla regolite, con una concentrazione massima stimata intorno al 5% in peso. Per ottenere quantità significative di acqua, sarebbero necessarie operazioni di estrazione e lavorazione su scala industriale, in ambienti estremamente ostili: crateri in ombra perenne, con temperature di -253 °C, pareti ripide e assenza di comunicazioni radio necessarie per futuri robot in grado di operare a temperature così basse.
La difficoltà tecnica e logistica di accedere a queste risorse rende incerta la prospettiva di una “economia lunare” basata sull’acqua. Eppure, la sua importanza resta cruciale: l’acqua non solo è vitale per la sopravvivenza umana, ma può essere scissa in idrogeno e ossigeno per la produzione di energia e propellente.
Le missioni spaziali, sia con equipaggio che robotiche, convergono verso il polo sud lunare, con l’obiettivo di verificare la reale disponibilità di acqua. Tra queste, Artemis III rappresenta il primo tentativo della NASA, dal 1972, di riportare esseri umani sulla Luna. Il successo o il fallimento di queste esplorazioni definirà il futuro del nostro satellite naturale: se sarà un avamposto strategico per l’espansione spaziale o resterà un sogno ancora lontano.

Con la dizione acqua sulla Luna ci si riferisce all'acqua presente sulla Luna. L'acqua è totalmente assente allo stato liquido, mentre il vapore acqueo viene decomposto dalla luce solare nei suoi due componenti e il più leggero idrogeno viene rapidamente perso nello spazio. Il polo sud lunare: un ambiente estremo e dinamico.

La regione del polo sud della Luna ospita alcuni degli ambienti più estremi del Sistema solare, caratterizzati da temperature bassissime (fino a –233 °C) e da crateri perennemente in ombra, come il cratere Shackleton. Questa condizione è dovuta all’angolo molto basso con cui la luce solare colpisce la superficie lunare ai poli: solo i bordi dei crateri ricevono luce, mentre l’interno resta sempre buio.
Queste zone fredde sono ideali per la conservazione dell’acqua sotto forma di ghiaccio, come suggerito dai dati del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) e dalla scoperta di alte concentrazioni di idrogeno da parte della missione Lunar Prospector nel 1998. Tuttavia, uno studio recente del Goddard Space Flight Center della NASA, pubblicato su Geophysical Research Letters, ha rivelato che il ghiaccio superficiale non è stabile: le molecole d’acqua stanno lentamente sfuggendo.

La Luna e la sfida dell’acqua: tra sogni e realtà scientifica

La regolite: la polvere lunare che potrebbe costruire un’economia spaziale

La Luna come nuova frontiera industriale: l’economia della regolite è già in cantiere

Due comete nei cieli della Toscana:
C/2025 A6 Lemmon e C/2025 R2 SWANS

C/2025 A6 Lemmon si distingue per la sua crescente luminosità e sarà protagonista assoluta del cielo serale, raggiungendo il suo massimo splendore intorno al 21 ottobre, con una magnitudine stimata di +3.7. Attualmente visibile nella costellazione dell’Orsa Maggiore, si sposterà verso Boote e Ofiuco, offrendo condizioni favorevoli per l’osservazione anche da Livorno e dintorni.
C/2025 R2 SWAN, pur meno brillante, sarà comunque osservabile con strumenti amatoriali come binocoli e piccoli telescopi. Il suo perigeo è previsto per il 20 ottobre, e sarà visibile tra Ovest e Sud-Ovest, sotto le costellazioni del Serpente e dell’Ofiuco, fino alle ore 20:40.

Il cielo d’autunno regala uno spettacolo raro: due comete attraversano la volta celeste sopra la Toscana, offrendo agli appassionati un’occasione unica di osservazione e meraviglia.
Da martedì 7 ottobre 2025, gli occhi degli astrofili e dei semplici curiosi sono puntati verso l’alto: le comete C/2025 A6 (Lemmon) e C/2025 R2 (SWAN) hanno raggiunto una magnitudine apparente di +6.0, soglia che consente la visibilità teorica a occhio nudo in condizioni di cielo buio e limpido. Scoperta all’inizio dell’anno, C/2025 A6 Lemmon ha sorpreso gli astronomi con un improvviso aumento di luminosità durante l’estate. Attualmente visibile nella costellazione dell’Orsa Maggiore, si sposterà progressivamente verso le costellazioni del Boote, del Serpente e dell’Ofiuco. Il suo perigeo è previsto per il 21 ottobre, quando raggiungerà una magnitudine di +3.7, diventando uno degli oggetti più brillanti del cielo serale.
In Toscana, l’osservazione è consigliata dopo le 19:00, in direzione Ovest-Nordovest, preferibilmente in zone lontane dall’inquinamento luminoso. La cometa sarà visibile anche all’alba, verso Nord-Est, ma la Luna Piena potrebbe disturbare temporaneamente la visibilità.
SWAN: discreta ma affascinante.
Meno brillante ma comunque degna di attenzione, C/2025 R2 SWAN ha raggiunto anch’essa la magnitudine +6.0. Tuttavia, la sua luminosità è destinata a rimanere stabile, rendendo più difficile l’osservazione a occhio nudo. Il perigeo è atteso per il 20 ottobre, dopodiché inizierà ad allontanarsi dalla Terra.
Nei cieli toscani, SWAN è visibile tra Ovest e Sud-Ovest, sotto le costellazioni dell’Ofiuco e del Serpente, fino alle 20:40. Un binocolo o un piccolo telescopio sono fortemente consigliati per apprezzarne la struttura e la coda.
Come osservare le comete.
Per chi desidera cimentarsi nell’osservazione, software come Stellarium o simili permettono di localizzare in tempo reale la posizione delle comete in base alla propria città. Gli appassionati di astrofotografia possono tentare scatti a lunga esposizione con obiettivi grandangolari, immortalando le comete sopra paesaggi toscani o monumenti storici.
Un’occasione da non perdere.
Il passaggio simultaneo di due comete visibili a occhio nudo è un evento raro. La Lemmon, in particolare, potrebbe non tornare mai più nel Sistema Solare, rendendo questa occasione irripetibile.

C/2025 R2 SWAN

C/2025 A6 Lemmon

C/2025 Lemmon: la cometa che illuminerà le notti d’autunno
Sta guadagnando luminosità giorno dopo giorno e promette di trasformarsi nello spettacolo celeste più atteso dell’autunno: la cometa C/2025 A6 Lemmon, già visibile nei cieli del mattino con strumenti ottici, potrebbe diventare osservabile a occhio nudo entro la fine di ottobre, regalando un evento astronomico di rara bellezza. Scoperta nei primi mesi del 2025 dal programma statunitense Mount Lemmon Survey, C/2025 Lemmon è classificata come cometa non periodica, ovvero un corpo celeste proveniente dalle regioni più remote della nube di Oort, che attraversa il Sistema Solare una sola volta prima di essere espulso definitivamente. Questo rende il suo passaggio vicino alla Terra un evento unico: non tornerà mai più.
La cometa è attualmente visibile solo con telescopi o binocoli di buona qualità, ma secondo gli esperti — tra cui l’astrofisico Gianluca Masi, responsabile scientifico del Virtual Telescope Project, che l’ha recentemente fotografata — la sua magnitudine apparente sta aumentando rapidamente. Se il trend luminoso dovesse proseguire, C/2025 A6 Lemmon potrebbe superare la soglia di visibilità a occhio nudo (tra +3 / +4) entro la fine del mese. La cometa sta percorrendo un’orbita iperbolica inclinata rispetto al piano dell’eclittica, e si avvicinerà al perielio — il punto più vicino al Sole — tra fine ottobre e inizio novembre. Durante questo periodo, l’intensa radiazione solare potrebbe causare una sublimazione accelerata dei ghiacci superficiali, generando una coda più estesa e aumentando la luminosità complessiva. Tuttavia, come sottolinea Masi, il comportamento delle comete è intrinsecamente imprevedibile: variazioni nella composizione, nella struttura del nucleo o nell’attività possono modificare drasticamente le stime.
Quando e come osservarla
Secondo le proiezioni dell’Unione Astrofili Italiani, il periodo ottimale per l’osservazione sarà tra il 25 ottobre e il 5 novembre, nelle ore serali, quando la cometa sarà ben posizionata sopra l’orizzonte occidentale. Per una visione efficace si raccomanda:

• cieli bui, lontani da fonti di inquinamento luminoso;

• atmosfera limpida e stabile;

• uso di binocoli o telescopi per cogliere dettagli della chioma e della coda.

Le comete: messaggeri ghiacciati dalle periferie del Sistema Solare

Le comete sono corpi celesti composti prevalentemente da ghiaccio, polveri e materiali rocciosi, che orbitano attorno al Sole lungo traiettorie fortemente ellittiche. Quando si avvicinano al Sole — tipicamente entro una distanza di circa 3 Unità Astronomiche (UA), dove 1 UA equivale a circa 150 milioni di chilometri, ovvero la distanza media Terra-Sole — subiscono un’intensa attività di sublimazione: i ghiacci superficiali passano direttamente allo stato gassoso, generando una nube di gas e polveri detta chioma, e una o più code che si estendono nello spazio.

Struttura e composizione

Il nucleo di una cometa è generalmente piccolo — con diametri che variano da pochi chilometri fino a qualche decina — e composto da una miscela di ghiaccio d’acqua, anidride carbonica, metano, ammoniaca e materiale roccioso e polveroso. Questa struttura ha portato l’astronomo Fred Whipple, nel 1950, a proporre il celebre modello della “palla di neve sporca”, oggi ampiamente confermato dalle missioni spaziali come Giotto, Rosetta, ma soprattutto con il lander Philae che è riuscito a confermare questa ipotesi per la cometa 67P prima che le sue batterie si esaurissero. Nonostante l’aspetto spettacolare, le comete contengono una quantità di materia estremamente ridotta: la massa di una cometa è circa un miliardesimo di quella terrestre. Durante un passaggio vicino al Sole, si stima che venga persa solo 1/500 della massa del nucleo, attraverso emissioni di gas e polveri.

Chioma e code: dinamiche e morfologie

La chioma può raggiungere dimensioni enormi, talvolta paragonabili a quelle del Sole. Le osservazioni nell’ultravioletto hanno rivelato che molte comete sono circondate da estese nubi di idrogeno, originate dalla fotodissociazione delle molecole d’acqua sotto l’effetto della radiazione solare.
Le code cometarie si formano per effetto dell’interazione tra il materiale espulso e il vento solare:

• La coda di ioni (o di tipo I) è composta da gas ionizzati che vengono spinti via dal campo magnetico del vento solare. È generalmente sottile, rettilinea e orientata in direzione opposta al Sole.

• La coda di polveri (o di tipo II) è formata da particelle solide che vengono respinte dalla pressione di radiazione solare. Ha forma più ampia e curva, e può raggiungere lunghezze di centinaia di milioni di chilometri.

In rari casi, si osservano anticode, ovvero strutture che sembrano puntare verso il Sole: si tratta di effetti prospettici dovuti alla geometria dell’osservazione dalla Terra.

Sciami meteorici e origine delle comete

Durante il loro percorso orbitale, le comete rilasciano polveri che restano in sospensione lungo l’orbita. Quando la Terra attraversa queste regioni, si verificano gli sciami meteorici, come le Perseidi o le Leonidi.
Ogni anno vengono scoperte decine di nuove comete, spesso grazie all’attività di astrofili e osservatori automatizzati. Le comete si dividono in:

• Comete a breve periodo: con orbite inferiori a 200 anni, spesso influenzate gravitazionalmente da Giove. Percorrono traiettorie vicine al piano dell’eclittica.

• Comete a lungo periodo: con orbite che superano le migliaia di anni, provenienti da regioni molto lontane del Sistema Solare.

La maggior parte delle comete ha origine nella Nube di Oort, un ipotetico serbatoio sferico di nuclei cometari situato a circa 50.000 UA dal Sole. Le comete a breve periodo, invece, sono associate alla fascia di Kuiper, una regione più vicina e pianeggiante oltre l’orbita di Nettuno.

Le comete nella storia: tra presagi celesti e paure terrene!

Fin dall’antichità, le comete hanno esercitato un fascino inquieto sull’immaginario collettivo. Apparizioni improvvise, luminose e misteriose, venivano interpretate come segni divini, messaggeri di eventi di grande portata. In epoche in cui il cielo era considerato sede degli dèi e specchio del destino umano, ogni anomalia celeste era letta come un avvertimento: guerre imminenti, carestie, epidemie, cadute di imperi. Gli antichi cinesi, tra i più attenti osservatori del cielo, chiamavano le comete “stelle con coda”, “stelle scopa” o “stelle scintillanti”. Già nel libro del Principe Huai Nan, risalente al 1057 a.C., si registra l’apparizione di una cometa in concomitanza con la marcia del sovrano Wu contro Zhou di Yin. Il Manoscritto di Seta, rinvenuto a Mawangdui e datato al IV secolo a.C., rappresenta un vero e proprio catalogo cometario, con 29 tipi di comete classificati secondo la forma della loro coda. Anche i Caldei, popolo mesopotamico esperto in astronomia, avevano intuito la natura celeste delle comete. Diodoro Siculo riferisce che essi interpretavano comete, eclissi e mutamenti atmosferici come segni favorevoli o nefasti, a seconda del contesto. I filosofi greci si divisero: Anassagora e Democrito le consideravano frutto dell’accostamento di due pianeti, mentre i Pitagorici le ritenevano pianeti veri e propri, visibili solo in rare occasioni. Aristotele, invece, le relegava al mondo sublunare, descrivendole nel suo trattato di meteorologia, seguendo le idee di Senofane di Colofone. Nel mondo romano, le comete continuarono a essere viste come presagi. Plinio il Vecchio attribuì a quella del 43 a.C. la causa della guerra civile tra Cesare e Pompeo. Ovidio, con poetica intensità, la interpretò come l’anima di Giulio Cesare che ascendeva al cielo. Flavio Giuseppe, nella Guerra Giudaica, racconta di una cometa a forma di spada che stazionò su Gerusalemme durante l’assedio romano, presagio della sua caduta nel 70 d.C. Seneca, filosofo e precettore di Nerone, fu tra i pochi a intuire che le comete seguivano leggi naturali e non erano semplici prodigi atmosferici. Nel suo Naturales Quaestiones, anticipò concetti che sarebbero stati ripresi solo secoli dopo, con l’avvento dell’astronomia moderna. Ma la paura delle comete non si esaurì con l’antichità. Ancora nel XVII secolo, durante la peste che devastò Milano e che Alessandro Manzoni descrive ne I Promessi Sposi, le comete furono viste come causa o annuncio del morbo. Il popolo, già stremato dalla fame e dalla guerra, trovava nel cielo un riflesso delle proprie angosce. Manzoni, con fine ironia e profonda umanità, racconta come la superstizione si mescolasse alla disperazione: si credeva che la cometa apparsa nel 1630 fosse un segno divino, un ammonimento per i peccati degli uomini. Alcuni pensavano addirittura che diffondesse il contagio con la sua coda infuocata. Questa visione apocalittica, radicata nel pensiero magico e nella mancanza di conoscenze scientifiche, contribuì a generare panico e sospetti. Gli untori, i “seminatori di peste”, vennero accusati di aver approfittato dell’influsso celeste per spargere il male. La cometa, dunque, non era solo un fenomeno astronomico, ma un attore nel dramma umano, un simbolo potente che univa cielo e terra nella tragedia. Solo con l’opera di astronomi come Tycho Brahe, Galileo Galilei e Edmond Halley, le comete vennero finalmente comprese come corpi celesti con orbite regolari, parte integrante del sistema solare. Ma il loro potere evocativo, la loro capacità di accendere timori e meraviglia, non è mai svanito. Ancora oggi, quando una cometa attraversa il cielo, ci sentiamo parte di una storia millenaria, sospesi tra scienza e mito.

Guerra civile tra Giulio Cesare e Pompeo

Tavoletta babilonese del 164 a.C. riportante dati astronomici sulla cometa di Halley

Manoscritto di Seta, rinvenuto a Mawangdui e datato al IV secolo a.C., rappresenta un vero e proprio catalogo cometario, con 29 tipi di comete classificati secondo la forma della loro coda.

Halley Il nucleo avvicinandosi al Sole inizia a vaporizzare il ghiaccio, liberando gas sotto forma di sfera luminosa e diffusa chiamata chioma.

Durante un flyby nel 2001 la sonda Deep Space 1 ha osservato il nucleo della cometa 19P/Borrelly e ha scoperto che è circa la metà di quello della Halley (8×4×4 km). Come la Halley anche la Borrelly ha una forma a patata e una superficie scura; anch'essa rilascia gas solo da piccole aree nelle quali le fratture della crosta espongono il ghiaccio interno al Sole.

L'immagine mostra la struttura esterna del Sistema Solare, evidenziando due regioni fondamentali:
la cintura di Kuiper (parte superiore) é la regione discoidale situata oltre l’orbita di Nettuno (circa 30–50 UA dal Sole). Contiene oggetti transnettuniani come Plutone e 1998 WW31, con orbite ellittiche e inclinate. È composta da corpi ghiacciati e rocciosi, residui della formazione planetaria.È la sorgente delle comete di corto periodo, che tornano regolarmente nel Sistema Solare interno.
Nube di Oort (parte inferiore rappresentata come una sfera gigantesca che circonda tutto il Sistema Solare. Contiene miliardi di oggetti ghiacciati, distribuiti tra 2.000 e oltre 100.000 UA dal Sole.

Rappresentazione della nube di Oort. Si estende da circa 2.000 fino a oltre 100.000 unità astronomiche (UA) dal Sole, cioè fino a 1,5 anni luce. È suddivisa in due zone: nube interna (o nube di Hills) e nube esterna, più rarefatta e meno legata gravitazionalmente al Sole

Fai click su le immagini per ingrandire

L’ultimo passaggio ravvicinato della Cometa di Halley alla Terra è avvenuto il 2 febbraio 1986. Da allora, la cometa ha proseguito il suo percorso orbitale, allontanandosi dal Sole e iniziando il lungo viaggio di ritorno. Il prossimo incontro con il nostro pianeta è previsto tra il 6 febbraio e il 28 luglio 2061, quando Halley tornerà visibile nei cieli terrestri.

Asteroide 2024 YR4

I criteri di classificazione degli asteroidi si basano fondamentalmente sulla loro classificazione morfologica e composizione chimica. Inoltre da tre categorie in base alle loro orbite.

Caratteristiche morfologiche e chimiche

Nel 1891, Wolf scoprì il suo primo asteroide,323 Brucia, e lo chiamò in onore di Chaterine Wolfe Bruce. Fu pioniere nell'uso di tecniche astrofotografiche per automatizzare la scoperta di asteroidi, al contrario dei vecchi metodi visivi, a seguito dei quali i tassi di scoperta di asteroidi aumentarono notevolmente. ] Nelle fotografie a tempo di esposizione, gli asteroidi appaiono come brevi strisce a causa del loro moto planetario rispetto alle stelle fisse. Wolf scoprì 248 asteroidinel corso della sua vita. Tra le sue numerose scoperte c'era 588 Achille (il primo asteroide troiano) nel 1906, così come altri due troiani: 659 Nester e  884 Priamus. Scoprì anche 887 Alinda nel 1918, che ora è riconosciuto come un asteroide Amor che attraversa la Terra (o talvolta classificato come l'omonimo della sua stessa famiglia Alinda). l numero record di scoperte di Wolf fu superato dal suo allievo Karl Wilhelm Reinmuth il 24 luglio 1933. [ citazione necessaria ]

Esopianeti

La ricerca di pianeti attorno a stelle diverse dal Sole ha radici antiche, ma il vero progresso è iniziato negli anni '90 con tecniche di rilevamento avanzate. Nel 1992, Aleksander Wolszczan e Dale Frail annunciarono la scoperta dei primi esopianeti attorno a una pulsar, ma la conferma definitiva arrivò solo nel 1995 con Michel Mayor e Didier Queloz. Utilizzando il metodo della velocità radiale, scoprirono 51 Pegasi b, un gigante gassoso in orbita attorno a una stella simile al Sole. Questa scoperta ha aperto la strada alla ricerca di migliaia di esopianeti, dimostrando la diversità dei mondi al di fuori del nostro Sistema Solare. Un nuovo studio dell'Università della Columbia Britannica suggerisce che nella Via Lattea potrebbero esserci oltre 6 miliardi di esopianeti simili alla Terra. Utilizzando i dati della missione Kepler della NASA, gli scienziati hanno identificato le caratteristiche necessarie per questi pianeti: devono essere rocciosi, avere un diametro simile a quello terrestre, orbitare attorno a stelle di classe G (simili al Sole) e trovarsi nella zona abitabile della loro stella, dove le condizioni permettono la presenza di acqua liquida. La ricerca di questi pianeti richiede tecnologie avanzate, poiché sono più difficili da individuare rispetto ad altri tipi di pianeti. Gli scienziati hanno adottato tecniche innovative come la "modellazione in avanti" per stimare la presenza di esopianeti simili alla Terra. Inoltre, hanno studiato il "radius gap", un fenomeno che indica la mancanza di pianeti con dimensioni comprese tra 1,5 e 2 volte il raggio della Terra con periodi orbitali brevi. Comprendere questo fenomeno è fondamentale per le future ricerche sulla formazione e l'evoluzione dei pianeti extrasolari. La continua esplorazione di questi aspetti amplia le possibilità di trovare vita extraterrestre e offre nuove prospettive sulla nostra comprensione dell'universo.

Dopo nove anni nello spazio profondo raccogliendo evidenze che il nostro cielo è pieno di miliardi di pianeti nascosti il telescopio spaziale Kepler della NASA ha esaurito il carburante necessario per ulteriori operazioni scientifiche. La NASA ha deciso di ritirare la sonda nella sua attuale orbita sicura, lontano dalla Terra. Kepler lascia un’eredità di oltre 2600 pianeti extrasolari scoperti, molti dei quali potrebbero essere dei posti promettenti per la vita. “Come prima missione di caccia ai pianeti della NASA, Kepler ha superato tutte le nostre aspettative e ha spianato la strada alla nostra esplorazione alla ricerca di vita nel sistema solare e oltre”, ha dichiarato Thomas Zurbuchen, amministratore associato del Science Mission Directorate della NASA a Washington. “Non solo ci ha mostrato quanti pianeti potevano esserci là fuori, ha dato il via ad un settore di ricerca completamente nuovo, che ha letteralmente investito la comunità scientifica: le sue scoperte hanno gettato una nuova luce sul nostro posto nell’universo, e illuminato i misteri e le opportunità tra le stelle. ”

Missione Kepler

Nuova Sonda per la ricerca degli Esopianeti

La missione Cheops dell'ESA è partita con successo per caratterizzare i pianeti in orbita intorno a stelle diverse dal Sole.

• Partenza della missione: La missione Cheops è partita il 18 dicembre 2019 dalla base spaziale europea a Kourou, in Guyana francese, a bordo di un lanciatore Soyuz-Fregat.

• Conferma del lancio: Il lancio è stato confermato come riuscito grazie ai segnali ricevuti dal centro controllo missione presso INTA a Torrejón de Ardoz, Spagna.

• Collaborazione internazionale: La missione Cheops è una collaborazione tra l'ESA e la Svizzera, con contributi significativi da parte di altri 10 Stati Membri dell'ESA.

• Scoperta degli esopianeti: La scoperta del primo esopianeta, 51-Pegasi-b, nel 1995 ha segnato l'inizio di una nuova era di ricerca astronomica.

• Scoperta di esopianeti: Gli astronomi hanno scoperto più di 4.000 esopianeti negli ultimi 25 anni, utilizzando telescopi a Terra e nello spazio.

• Obiettivi della missione Cheops: La missione Cheops si concentrerà sulla caratterizzazione di esopianeti noti, misurando le loro dimensioni con precisione.

• Determinazione delle dimensioni degli esopianeti: Le misurazioni delle dimensioni degli esopianeti saranno combinate con informazioni sulle loro masse per ottenere la densità del pianeta.

• Durata e sfide della missione: Cheops è una missione di classe piccola con una durata di cinque anni, che ha comportato diverse sfide e l'uso di tecnologie già collaudate.

“Questo sito ha lo scopo di fornire informazioni generali sulle attività dell'Associazione Livornese Astrofili. Per approfondire lo studio dell'astronomia — dalle basi teoriche all'osservazione pratica — l'associazione organizza corsi dedicati e incontri formativi presso la struttura del Museo di Storia Naturale del Mediterraneo di Livorno".