Chimica del calore e la cometa del Natale

Tema dell'edizione di dicembre del Carnevale della Chimica

ospitato sul blog Scienceforpassion, è: La chimica nel freddo dell'inverno e nel calore del Natale.

Già l'amico Paolo Pascucci ha parlato della chimica del ghiaccio e di come fare reazioni chimiche per ottenere temperature inferiori allo zero nel blog questione della decisione

parlando del fuoco, o combustione, viene automatico rappresentare l'effetto visivo, la sensazione ottica, e  visualizzare anche la produzione di energia in forma di luce. 

Le molecole contenenti atomi di carbonio (zuccheri, olii, grassi utilizzati nel metabolismo cellulare e trasformati in CO2), alcani, benzene, carbone (utilizzati nel motore a scoppio nelle centrali elettriche e nei caminetti) o  contenenti azoto, come nitro-composti (nitroglicerina, TNT), ammonio-composti, azoto molecolare e idrogeno (propellenti), sono  riducenti (e quindi si ossidano),  e bruciano in presenza di ossigeno,  o agenti ossidanti simili, in reazioni esotermiche, che possono richiedere una soglia bassa di energia di attivazione (il fiammifero o l'innesco per il caminetto), e possono procedere lentamente, oppure così rapidamente da essere esplosive. 

 Parlando del Natale, uno dei simboli è la stella cometa.  

pur non essendo stelle vediamo la coda luminosa, effetto della  sublimazione dei suoi strati di ghiaccio più esterni. Le correnti di polvere e gas prodotte formano una grande, ma rarefatta atmosfera vista come chioma, che spinta dal vento solare da luogo alla coda. Entrambe risplendono per riflessione della luce solare e per la ionizzazione dei gas.

Queste sono alcune sorgenti di luce nel visibile e nell'invisibile

lo spettro della luce: visibile, infrarossa e UV (non visibile al nostro occhio)

 

Lo spettro delle energie elettromagnetiche e i rapporti delle dimensioni

 

Le stelle, cosa vediamo a occhio nudo e cosa con i rilevatori di raggi elettromagnetici al di là della luce visibile

Nel Natale del 2010, è stata registrata da un punto della galassia una esplosione di raggi gamma, chiamata Christmas burst, di cui in questo video della NASA vengono proposte due  possibili spiegazioni

• GRB 101225A, better known as the "Christmas burst." First, a solitary neutron star in our own galaxy shreds and accretes an approaching comet-like body. In the second, a neutron star is engulfed by, spirals into and merges with an evolved giant star in a distant galaxy. (Credit: NASA/Goddard Space Flight Center)

Quali sono, e come si osservano nella galassia, le sorgenti di energia così elevata come i raggi X (NuSTAR) e i raggi gamma (FERMI)?  

Gli elettroni si scontrano  con i partners antimaterici, i positroni, dotati di massa, entrambi si annichilano formando raggi X  

E = mc2                            E = energia di raggi gamma  

positrone (e+) partner Anti-materia dell'elettrone e-  m = massa del positrone

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  Anticoincidence Detectors – rilevano le particelle cariche

  Tungsteno converte i raggi gamma  in coppie di  e+  /  e-
  Calorimetro misura energia totale
  
  Stelle Collassanti – dimensioni: San Francisco, massa come il Sole, emettono radiazioni di particelle come dei fari, ruotano con spin di 1000 giri per secondo
  
  

  

  Stelle e pulsar producono esplosioni pulsanti di raggi gamma

  
  Di cosa è fatto l' Universo?
  Materia – di cui facciamo esperienza nella vita quotidiana
  Materia oscura – non si vede ma si percepiscono gli effetti 
  Energia oscura – una forza misteriosa che spingel'Universo a espandersi 
  
  Materia oscura contribuisce all' 80% della  materia dell' Universo
  Le particelle principali candidate per la  Materia oscura sono  “WIMP” =weakly interacting massive particle
  Il telescopio Fermi può vedere i raggi gamma prodotti dalle particelle WIMPS che si annichilano una nell'altra, producendo energia tra i 30 GeV ed i 10 TeV
  Molte sorgenti di raggi gamma si dovrebbero riscontrare vicino al centro della Galassia
  
  
  
  L'universo pulsante