Buco nero supermassivo nel centro della galassia

Vi è ormai un discreto consenso sull'idea che al centro della nostra galassia, la Via Lattea, vi sia un buco nero di grande massa ("supermassive black hole").
L'esistenza e le proprietà di questo buco nero sono state dedotte, negli ultimi anni, dall'osservazione e dalla misura delle velocità e delle accelerazioni di molte stelle che si muovono nella zona più vicina al centro galattico. La massa del buco nero è stimata pari a circa 4 milioni di volte quella del nostro Sole.
E' molto interessante notare che la stima della massa dell'oggetto centrale si ottiene dall'applicazione delle leggi di Keplero alle orbite osservate: alcune stelle compiono infatti orbite ellittiche molto "schiacciate" (eccentriche), aventi un fuoco proprio nel buco nero. Le osservazioni delle posizioni delle stelle sono compiute mediante un telescopio che rileva le onde elettromagnetiche emesse dalle stelle nella parte dello spettro corrispondente all'infrarosso.
Vi è una bellissima immagine nella quale sono tracciate le traiettorie di alcune di queste stelle: l'immagine si trova sul sito dell'Università della California, con sede a Los Angeles, presso la quale opera uno dei gruppi che hanno compiuto le misure più precise negli ultimi quindici anni.

1. L'immagine in questione è all'indirizzo: http://www.astro.ucla.edu/~ghezgroup/gc/pictures/orbitsOverImage10.shtml .
2. Ancora più interessante è una animazione di quest'immagine, all'indirizzo: http://www.astro.ucla.edu/~ghezgroup/gc/pictures/orbitsMovie.shtml . Qui sono tracciate le orbite delle stelle tra il 1995 ed il 2010.
3. Infine questo è l'indirizzo al quale si può consultare la versione online dell'articolo con il quale, nel 2003, si dava l'annuncio delle nuove misure eseguite dal gruppo citato: http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0306/0306130v2.pdf .

Ovviamente la determinazione delle traiettorie, la misura delle distanze e della velocità reciproche degli oggetti celesti studiati è la parte più complessa dei lavori di questo tipo, come quello appena citato. Ci limiteremo qui a verificare che la stima della massa dell'oggetto oscuro (del probabile buco nero) si ricava dall'applicazione diretta della terza legge di Keplero. A questo scopo facciamo riferimento all'articolo citato.

 

Astronomy Picture of the Day

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Sull'enunciato del primo principio della Termodinamica

Sul libro di testo il primo principio della Termodinamica è enunciato (volume 2, unità 15, pagina 359) in un modo che potrebbe lasciare qualche dubbio nel lettore. Riporto tale enunciato qui di seguito:

La variazione dell’energia interna di ogni sistema termodinamico, qualunque sia la trasformazione che esso subisce, è uguale alla differenza fra la quantità di calore che il sistema assorbe dall’ambiente e il lavoro che compie sull’ambiente.

Subito dopo il testo aggiunge questa considerazione:

Il primo principio della termodinamica è una generalizzazione del principio di conservazione dell’energia.

Ho sottolineato le espressioni che vorrei precisare.

1. Si dice che la relazione che esprime tale principio vale  "qualunque sia la traformazione" alla quale il sistema è sottoposto. Bisogna intendere “qualunque trasformazione che abbia il solo effetto di modificare le grandezze fisiche termodinamiche che descrivono lo stato del sistema”: a ciò si allude nel testo riferendosi ad un “sistema termodinamico”, tuttavia non vi è nelle pagine precedenti una definizione più precisa di cosa si intenda per sistema termodinamico. Così l’espressione “qualunque sia la trasformazione” potrebbe essere fraintesa e lasciar supporre che ciò valga anche per trasformazioni che modificano le grandezze fisiche che descrivono lo stato del sistema dal punto di vista meccanico.
2. Con riferimento al termine “generalizzazione”. Se si intende riferirsi alla conservazione dell’energia meccanica, “generalizzazione” potrebbe lasciar intendere che il primo principio della termodinamica comprende, come suo caso particolare, il principio di conservazione dell’energia meccanica, ma ciò non è vero: essi sono analoghi ma si riferiscono ad ambiti diversi. Se si intende riferirsi alla conservazione dell’energia totale di un sistema, allora è il principio di conservazione dell’energia che comprende, come caso particolare, il primo principio della termodinamica.

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Propongo un breve schema della questione.

 

 

 

Immagini dalla Stazione Spaziale Internazionale

Straordinarie immagini colte dalla Stazione Spaziale Internazionale (International Space Station - ISS) si possono trovare nella rete un po' ovunque.
Consiglio l'indirizzo dell'archivio fotografico dell'astronauta italiano Paolo Nespoli, attualmente sulla ISS:
http://www.flickr.com/photos/magisstra
tra le più recenti, le bellissime foto del sorgere della luna:
http://www.flickr.com/photos/magisstra/5372739290/