L'Universo

La maestosità dell'Universo e la scoperta dei pianeti extrasolari

L'Universo, che comprende tutto ciò che esiste, dalle più piccole particelle alle immense galassie, è un vasto e complesso insieme di fenomeni cosmici. L'osservazione del cielo notturno ha sempre esercitato un grande fascino sull'umanità, spingendola a indagare i misteri dello spazio. Sebbene fino agli anni '90 la nostra conoscenza fosse limitata ai pianeti del Sistema Solare, l'avanzamento delle tecniche astronomiche, in particolare l'uso di telescopi spaziali come il Hubble e il Kepler, ha permesso di identificare migliaia di pianeti extrasolari, detti anche esopianeti. Questi corpi celesti orbitano attorno a stelle diverse dal Sole e la loro scoperta ha rivoluzionato la nostra comprensione della possibilità di vita al di fuori del Sistema Solare.

La composizione e l'origine delle stelle

Le stelle sono corpi celesti composti principalmente da idrogeno ed elio, che emettono luce e calore a seguito di reazioni nucleari nel loro nucleo. La gravità gioca un ruolo cruciale nel mantenere insieme questi gas e nel sostenere il processo di fusione nucleare che alimenta la stella. Le stelle si formano all'interno di nebulose, grandi nubi di gas e polveri, attraverso un processo che inizia con il collasso gravitazionale di una regione della nebulosa. Con il tempo, la materia si addensa formando una protostella, che, una volta raggiunta la temperatura critica per innescare la fusione dell'idrogeno, diventa una stella matura. La loro vita varia in base alla massa, con stelle massicce che hanno cicli di vita più brevi rispetto a quelle di piccola massa.

La struttura e la classificazione delle galassie

Le galassie sono enormi sistemi di stelle, gas, polveri e materia oscura, legati insieme dalla forza di gravità. Esistono diverse tipologie di galassie: ellittiche, caratterizzate da una forma rotondeggiante e da una popolazione stellare più anziana; a spirale, come la Via Lattea, con un nucleo centrale e bracci a spirale dove si formano nuove stelle; e irregolari, che non presentano una forma definita. Le galassie sono organizzate in ammassi e superammassi, che sono le più grandi strutture dell'Universo legate gravitazionalmente. Il Gruppo Locale è l'ammasso di galassie che include la Via Lattea e la galassia di Andromeda, tra le altre.

La Via Lattea e la sua esplorazione

La Via Lattea, la galassia che ospita il nostro Sistema Solare, è una galassia a spirale con un bulge centrale e bracci a spirale distinti. Il suo studio ha permesso di comprendere meglio la struttura e la dinamica delle galassie a spirale. Il nucleo della Via Lattea è una fonte intensa di radiazioni, inclusi raggi X e onde radio, e ospita un buco nero supermassiccio. L'esplorazione della Via Lattea si avvale di osservazioni astronomiche e di missioni spaziali, come quelle della sonda Gaia, che mappa la posizione e il movimento di miliardi di stelle per creare il più dettagliato atlante tridimensionale della nostra galassia.

L'espansione dell'Universo e la teoria del Big Bang

La cosmologia moderna ha stabilito che l'Universo è in espansione, come dimostrato dalla legge di Hubble. Questa legge stabilisce che le galassie si allontanano l'una dall'altra a velocità proporzionali alla loro distanza da noi. Il redshift, lo spostamento verso il rosso delle righe spettrali delle galassie in fuga, è la prova osservativa di questa espansione. La teoria del Big Bang, sviluppata da scienziati come Georges Lemaître e successivamente da George Gamow, propone che l'Universo abbia avuto origine circa 13,8 miliardi di anni fa da una singolarità estremamente calda e densa. La radiazione cosmica di fondo, rilevata per la prima volta da Arno Penzias e Robert Wilson, è un residuo di quel momento iniziale e costituisce una delle principali evidenze a sostegno del Big Bang.