Astronomers measure precise distance to controversial star cluster – Pleiadi: più vicine che mai, anzi no ; la Chioccetta da Saffo a Pascoli

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The Pleiades star cluster, also known as the Seven Sisters, is causing trouble.
NASA, ESA, and AURA/CaltechThe Pleiades star cluster, also known as the Seven Sisters, is causing trouble.

 

Astronomers measure precise distance to controversial star cluster

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Visible to the naked eye and a stunning sight through binoculars, the Pleiades star cluster seems an unlikely place for controversy. Yet for 2 decades debate has raged over how far the cluster is from Earth. Now, radio astronomers claim they have determined a definitive distance, but their result contradicts a European satellite whose chief mission was measuring stellar distances—and illustrates how a newly launched spacecraft may soon provoke controversy itself.

Distance is crucial in astronomy. Without knowing a star’s distance, you don’t know how powerful it is. If a star is twice as far as you had thought, it emits four times more light than you thought. The Pleiades cluster is young and nearby, so it gives astronomers the chance to study stars that are just starting their lives. But the stars’ luminosities, diameters, and ages are elusive without knowing the cluster’s distance.

The platinum standard for measuring stellar distance is parallax. This is the small apparent movement a star exhibits each year because observers view it from slightly different perspectives as Earth circles the sun. The farther the star, the smaller is the parallax.

Parallax is so vital that in 1989 the European Space Agency (ESA) launched the Hipparcos satellite, which measured parallaxes of more than 100,000 stars. Unfortunately, a booster aboard the satellite failed to fire, leaving the satellite in a highly elliptical orbit around Earth and complicating analysis of the data. The Pleiades controversy erupted in 1997, when Hipparcos scientists released the parallax data and said the cluster was much closer to us than had been thought, implying that its stars were much less luminous and that stellar models were incorrect.

Now, radio astronomers have joined the controversy. Carl Melis of the University of California, San Diego, and his colleagues linked 13 radio telescopes into an intercontinental array that yielded views so sharp they surpass the Hubble Space Telescope. As the scientists report online today in Science, they measured parallaxes of four Pleiads whose average distance turned out to be 444 light-years with an uncertainty of just 4 light-years—a far greater distance than the figure of 392 light-years that Hipparcos scientists favor.

“They don’t really have a leg to stand on anymore,” Melis says. “This should be the end of it.”

Not so, counters Floor van Leeuwen of the University of Cambridge in the United Kingdom, the astronomer who has defended the Hipparcos result for the last 17 years. “I don’t think it resolves anything,” he says. “They’ve got four stars,” whereas Hipparcos used 53. But Melis says his parallaxes are much more precise than those from Hipparcos and agree with other non-Hipparcos parallaxes.

Astronomer Marc Pinsonneault of Ohio State University, Columbus, has no connection to Hipparcos or the radio astronomers who did the new research. “I think this is actually a very nice piece of work,” he says. “It’s an independent technique, and one that is quite precise.” Pinsonneault suspects Hipparcos erred because of its unfortunate orbit; although scientists tried to correct for this problem, he says the Pleiades lies in a part of the sky where the correction was difficult to measure. Also, the cluster is sufficiently distant that its parallax is small, making it hard to measure as well.

All three scientists agree on what it will take to resolve the controversy: Gaia, a powerful new spacecraft that ESA launched last December, will measure parallaxes of a billion stars—including hundreds in the Pleiades—so that by the end of the decade we should finally know how far the cluster is from Earth. Whatever the final outcome, however, the ongoing debate over the Pleiades suggests that Gaia itself may provoke controversy when it measures distances to stars at the far end of its vision, if the findings contradict what astronomers thought they knew.

Posted in Space

http://news.sciencemag.org/space/2014/08/astronomers-measure-precise-distance-controversial-star-cluster

Pleiadi: più vicine che mai, anzi no

Secondo i dati raccolti dal satellite europeo Hipparcos le Pleiadi disterebbero ‘appena’ 390 anni luce, ma la rete di radiotelescopi a Terra respinge l’ammasso di stelle a una distanza di 443 anni luce. Tocca alla missione Gaia dell’ESA dirimere la questione

venerdì 29 agosto 2014 @ 15:30
Conosciute anche come le Sette sorelle, la Chioccetta o con la sigla M45 del catalogo di Charles Messier, le Pleiadi sono un ammasso aperto, ben visibile nella costellazione del Toro. Crediti: NASA, ESA, AURA / Caltech, Palomar Observatory.
Conosciute anche come le Sette sorelle, la Chioccetta o con la sigla M45 del catalogo di Charles Messier, le Pleiadi sono un ammasso aperto, ben visibile nella costellazione del Toro. Crediti: NASA, ESA, AURA / Caltech, Palomar Observatory.

Sembra quasi di poterla toccare la Chioccetta che il Pascoli, ne Il gelsomino notturno, immagina zampettare nel cielo notturno seguita da un pigolio di stelle. E dev’essere sembrato vicino per davvero al satellite europeo Hipparcos l’ammasso delle Pleiadi, se dai suoi dati risulta distante appena, si fa per dire, 390 anni luce dal nostro pianeta. Un dato preoccupante per chi, in astronomia, era abituato a figurarselo almeno 40 anni luce più lontano.

L’ammasso delle Pleiadi è composto da stelle giovani e calde, molto luminose, formatesi circa 100 milioni di anni fa. Un piccolo laboratorio cosmico per comprendere come possano formarsi simili strutture. E un punto di riferimento per chi si è servito delle Sette sorelle come parametro di riferimento per stimare la distanza di altri ammassi stellari, più lontani.

Per verificare la misura di Hipparcos è sceso in campo un gruppo di ricerca guidato da Carl Melis, dell’Università della California, San Diego. Melis e colleghi si sono serviti di una rete mondiale di radiotelescopi per rendere la nuova misurazione più accurata possibile. Un parco mezzi impressionate: Dal Very Long Baseline Array (VLBA), il sistema di dieci radiotelescopi che si estende dalle Hawaii alle Isole Vergini, al Robert C. Byrd Green Bank Telescope in West Virginia, dal William E. Gordon Telescope dell’Osservatorio di Arecibo a Puerto Rico all’Effelsberg Radio Telescope in Germania.

Per saperne di più abbiamo raggiunto al telefono Mario Lattanzi dell’INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino e responsabile del gruppo di coordinamento italiano di Gaia, il satellite dell’ESA lanciato alla fine dello scorso anno (che dovrà mappare circa 1,5 miliardi di oggetti nella Galassia), e cui toccherà in qualche modo dare una risposta definitiva alla questione aperta sulla distanza delle Pleiadi.

“La rete di radiotelescopi da Terra messa in piedi dal team statunitense fornisce una misura diretta della distanza dell’ammasso, determinata attraverso la misura della parallasse trigonometrica, proprio come per le misure di Hipparcos”, spiega Lattanzi. “La differenza sta nella qualità del dato. La precisione relativa della rete di radiotelescopi statunitensi si aggira attorno all’1%. Decisamente meglio del dato di Hipparcos. Tanto meglio che la differenza fra i due rilevamenti, quello dei radiotelescopi e quello del satellite, non può essere spiegata in termini di margine di errore”.

Ed ecco la discrepanza diventa problema, controversia scientifica.

Secondo il gruppo di Melis le Pleiadi si trovano a 443 anni luce di distanza. Si tratta della misura più accurata e precisa mai fatta prima d’ora. Il che è un sollievo, perché saremmo abbastanza vicini ai dati precedenti a Hipparcos, su cui si basano una serie di modelli standard di formazione stellare. Cos’è successo però al satellite? In oltre quattro anni di lavoro ha raccolto dati per 118.000 stelle, e le cause di errore sulla misurazione delle Pleiadi resta sconosciuta.

Ecco allora che il satellite Gaia, lanciato il 19 dicembre dello scorso anno e appena entrato in fase operativa dopo alcuni mesi di messa a punto tecnica, è destinato a diventare il ‘giudice’ di questa controversia astronomica.

“Ci aspettiamo che la misura della parallasse a fine missione sarà migliore di un quarto di mas ovvero 25 micro-secondi-d’arco per le stelle più brillanti della quindicesima magnitudine (ndr: come Hipparcos anche Gaia lavora nella parte visibile dello spettro), che è il caso delle stelle misurate (nel radio) dall’esperimento che ha interessato VLBI”, spiega Lattanzi. “Questa precisione di Gaia promette un errore relativo sulla distanza delle Pleiadi di meno dello 0.3%, quindi almeno tre volte meglio del dato VLBI”.

http://www.media.inaf.it/2014/08/29/pleiadi-piu-vicine-che-mai-anzi-no/

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