La cometa interstellare 3I/ATLAS ha riservato una sorpresa che nessuno si aspettava davvero. Il telescopio spaziale James Webb della NASA è riuscito a catturare per la prima volta la firma chimica nel medio infrarosso di un oggetto proveniente da un altro sistema stellare, e quello che ha trovato ha lasciato gli astronomi a bocca aperta. Parliamo di metano nascosto sotto la superficie e livelli di anidride carbonica fuori scala rispetto a qualsiasi cometa nata nel nostro vicinato cosmico.

I risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal Letters, arrivano da due sessioni di osservazione condotte con lo strumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb. La prima risale al 15 e 16 dicembre, quando 3I/ATLAS si trovava a circa 329 milioni di chilometri dal Sole. La seconda, il 27 dicembre, con la cometa ormai a 379 milioni di chilometri di distanza. Ed è proprio in questa fase, mentre la cometa si allontanava, che le cose si sono fatte interessanti.

Metano sepolto e una composizione chimica anomala

Ecco il punto chiave: il metano è una sostanza estremamente volatile. Passa dallo stato solido a quello gassoso con una facilità impressionante. Eppure sulla cometa 3I/ATLAS è comparso solo dopo il passaggio ravvicinato al Sole, non prima. Questo dettaglio racconta una storia precisa. Il metano era intrappolato negli strati più profondi del ghiaccio, protetto dalla crosta superficiale, e solo quando il calore solare è riuscito a penetrare abbastanza in profondità, il gas è finalmente emerso.

La quantità di metano rispetto all’acqua è risultata molto più alta di quanto si osservi normalmente nelle comete del sistema solare. Solo una manciata di oggetti conosciuti mostra rapporti simili. E poi c’è l’anidride carbonica, presente in quantità eccezionali rispetto all’acqua, ben oltre i livelli tipici delle comete di casa nostra.

Messi insieme, questi dati raccontano qualcosa di fondamentale: la cometa interstellare si è formata in un ambiente chimico radicalmente diverso da quello in cui sono nate le comete del nostro sistema solare. Prima di iniziare il suo viaggio attraverso lo spazio interstellare, 3I/ATLAS ha avuto una storia tutta sua.

Come il Webb ha letto la chimica della cometa

Le osservazioni hanno anche mostrato un calo netto nella produzione di gas man mano che la cometa si allontanava dal Sole. L’acqua ha registrato la diminuzione più rapida, il che ha senso: essendo meno volatile rispetto al metano e all’anidride carbonica, la sua evaporazione si interrompe prima quando le temperature scendono.

Per ottenere questi risultati, il team scientifico ha utilizzato lo spettrometro a media risoluzione di MIRI, uno strumento capace di scomporre la luce infrarossa nelle singole lunghezze d’onda. Analizzando quelle lunghezze d’onda, i ricercatori riescono a identificare con precisione quali gas sono presenti. Lo strumento funziona anche come unità a campo integrale, il che significa che permette di ottenere uno spettro in ogni punto di una piccola porzione di cielo. Grazie a questa capacità, non è stato possibile solo identificare i gas attorno al nucleo della cometa, ma anche mappare come si distribuivano nello spazio circostante.

Il telescopio James Webb continua a dimostrare di essere uno strumento senza pari per questo tipo di indagini. E la cometa 3I/ATLAS, con la sua chimica esotica, ha appena aggiunto un tassello prezioso alla comprensione di come si formano i corpi celesti al di fuori del nostro angolo di universo.

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La tecnologia terahertz ha sempre rappresentato una specie di terra di mezzo nella fisica delle radiazioni elettromagnetiche. Quella fascia di frequenze compresa tra le microonde e l’infrarosso esiste, funziona, ma catturarla in modo efficiente è stato finora un grattacapo enorme. I rilevatori disponibili sono lenti, poco sensibili, oppure richiedono apparecchiature ingombranti e raffreddate a temperature criogeniche. Ora, però, un gruppo di ricercatori ha sviluppato un rilevatore quantistico compatto basato su una metasuperficie ingegnerizzata che potrebbe cambiare radicalmente le carte in tavola. Lo studio, pubblicato su Advanced Photonics nel maggio 2026, descrive un dispositivo capace di migliorare l’efficienza di rilevamento di circa venti volte rispetto ai modelli precedenti.

E qui vale la pena fermarsi un attimo per capire cosa rende questo approccio diverso. Il cuore del dispositivo sfrutta un fenomeno chiamato effetto fotoelettrico planare. In pratica, i fotoni terahertz trasferiscono energia agli elettroni confinati in un gas elettronico bidimensionale. Questi elettroni, una volta “eccitati”, attraversano un gradino di potenziale progettato con precisione e generano una corrente elettrica misurabile. La cosa interessante è che questo meccanismo non richiede ai fotoni di superare una soglia minima di energia, un limite che ha frenato molti rilevatori convenzionali.

Come la metasuperficie concentra la radiazione

Il vero colpo di genio sta nella metasuperficie stessa. Si tratta di una struttura con un motivo a “mattoncini” ripetuto che raccoglie la radiazione terahertz in arrivo e la convoglia in fessure microscopiche dove avviene il processo di rilevamento. Ogni fessura funziona come un mini rilevatore indipendente. Collegando elettronicamente tutti questi elementi tra loro, il segnale complessivo risulta molto più forte. Niente ottiche esterne, niente lenti in silicio, niente allineamenti complicati. Il team, guidato da Wladislaw Michailow tra l’Università di Cambridge e quella di Swansea, ha integrato gli elementi di rilevamento direttamente nelle zone dove il campo elettrico è più intenso. Come spiega lo stesso Michailow, questo approccio ha permesso di aumentare in modo significativo la sensibilità di rilevamento rispetto ai metodi tradizionali.

I test hanno dato risultati notevoli. Raffreddato a 10 K e esposto a radiazione vicina a 1,9 THz, il dispositivo ha mostrato una responsività di 2,7 ampere per watt e un’efficienza quantistica esterna del 2,1 percento, circa venti volte superiore ai precedenti rilevatori della stessa famiglia. Un dettaglio non trascurabile: il rilevatore opera senza polarizzazione, il che elimina le correnti di buio e riduce drasticamente il rumore di fondo.

Verso applicazioni concrete nel mondo reale

Quello che rende questa ricerca particolarmente promettente non è solo il salto prestazionale, ma la sua scalabilità. Il design è compatibile con le tecniche di produzione a semiconduttore già in uso per i transistor ad effetto di campo. Questo significa che l’integrazione con l’elettronica esistente non richiederebbe rivoluzioni industriali. La struttura piatta della metasuperficie elimina la necessità di componenti ottici esterni, semplificando assemblaggio e produzione su larga scala.

E poi c’è la questione della temperatura operativa. Dispositivi simili hanno già dimostrato di funzionare a temperature raggiungibili con criocondensatori compatti, senza bisogno di elio liquido. Un passo avanti che potrebbe colmare quel vuoto tra i rilevatori criogenici ad alta sensibilità e quelli a temperatura ambiente meno performanti.

Le applicazioni potenziali spaziano dalla sanità alle reti wireless di nuova generazione, dall’astronomia al controllo qualità nella manifattura. Come ha sottolineato David Ritchie, responsabile del gruppo di fisica dei semiconduttori a Cambridge, le possibilità aperte dalla tecnologia terahertz sono enormi. Questo studio rappresenta la prima dimostrazione di un fotorilevatore a metasuperficie quantistica basato su un sistema elettronico bidimensionale. Un traguardo che, se confermato nelle fasi successive di sviluppo, potrebbe finalmente rendere i terahertz una realtà accessibile e diffusa.

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Analizzare la composizione chimica di un materiale, fino a poco tempo fa, significava portare campioni in laboratorio e affidarsi a strumentazioni ingombranti e costose. Ora un team della University of California Davis ha sviluppato uno spettrometro su chip talmente piccolo da avvicinarsi alle dimensioni di un granello di sabbia, e lo ha fatto integrando intelligenza artificiale direttamente nel cuore del dispositivo. La notizia, pubblicata sulla rivista Advanced Photonics a maggio 2026, potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui si fanno diagnosi mediche, controlli alimentari e monitoraggio ambientale.

Gli spettrometri tradizionali funzionano separando la luce nelle sue componenti attraverso prismi o reticoli, un processo che richiede spazio fisico. Lo spettrometro su chip di UC Davis ribalta completamente questa logica. Al posto di componenti ottici voluminosi, il sistema utilizza 16 sensori in silicio, ciascuno progettato per reagire in modo leggermente diverso alla luce in arrivo. Nessuno di questi sensori, da solo, riesce a restituire un quadro completo. Ma insieme producono segnali codificati che una rete neurale appositamente addestrata riesce a decifrare, ricostruendo lo spettro luminoso originale con una risoluzione di circa 8 nanometri. È un approccio elegante, quasi controintuitivo: invece di misurare direttamente i colori, il chip lascia che sia l’intelligenza artificiale a “indovinare” lo spettro partendo da indizi parziali.

Silicio potenziato e sensori ultraveloci

Una delle sfide più grandi riguardava i limiti del silicio. Normalmente questo materiale funziona bene con la luce visibile ma fatica a catturare la luce nel vicino infrarosso, fondamentale per applicazioni come l’imaging biomedico, dato che riesce a penetrare più in profondità nei tessuti umani. I ricercatori hanno risolto il problema modificando la superficie dei fotodiodi con nanostrutture speciali, chiamate PTST (photon trapping surface textures). Queste texture intrappolano i fotoni infrarossi all’interno del sottile strato di silicio, diffondendoli ripetutamente finché non vengono assorbiti. Il risultato è un chip sensibile a un intervallo spettrale molto più ampio del normale.

Non solo. Il dispositivo integra anche sensori ad alta velocità capaci di misurare il tempo di vita dei fotoni con precisione estrema, aprendo la strada al rilevamento di interazioni ultraveloci tra luce e materia che gli spettrometri convenzionali semplicemente non riescono a cogliere.

Piccolo nel formato, enorme nel potenziale

Il sistema completo occupa appena 0,4 millimetri quadrati e mantiene un’elevata sensibilità anche in ambienti con molto rumore elettrico, che è storicamente il tallone d’Achille dell’elettronica portatile a basso costo. Grazie alla combinazione tra machine learning e rilevamento ottico avanzato su silicio, questo spettrometro su chip potrebbe finire dentro smartphone, dispositivi indossabili per il monitoraggio della salute, sensori ambientali remoti e strumenti per l’analisi della qualità alimentare. Tutto ciò che oggi richiede un laboratorio attrezzato potrebbe, in un futuro non troppo lontano, stare sulla punta di un dito. E non è un modo di dire: le foto del prototipo mostrano esattamente questo, un granello tecnologico appoggiato su un polpastrello, pronto a fare il lavoro di macchinari che occupano un intero bancone.

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Un nuovo tipo di LED a infrarosso vicino potrebbe rivoluzionare il mondo della medicina e delle telecomunicazioni. La notizia arriva dall’Università di Cambridge, dove un gruppo di scienziati è riuscito in qualcosa che fino a poco tempo fa veniva considerato semplicemente impossibile: alimentare elettricamente delle nanoparticelle isolanti per farle emettere luce con una purezza mai vista prima. E il trucco, se così si può chiamare, sta tutto in minuscole antenne molecolari organiche capaci di catturare energia elettrica e trasferirla a materiali che, per loro natura, non conducono corrente.

Il cuore della scoperta ruota attorno alle nanoparticelle drogate con lantanidi (LnNPs), materiali noti per produrre luce incredibilmente stabile e pura. Il problema? Sono isolanti elettrici. Non si possono collegare a un circuito e aspettarsi che funzionino come un normale LED. Per anni, questa caratteristica ha rappresentato un muro invalicabile. Il team del Cavendish Laboratory ha aggirato l’ostacolo attaccando alla superficie delle nanoparticelle una molecola organica chiamata acido 9-antracencarbossilico (9-ACA). Questa molecola funge da antenna: cattura i portatori di carica elettrica, entra in uno stato eccitato detto “tripletto” e poi trasferisce quell’energia ai lantanidi con un’efficienza superiore al 98%. Un numero che fa impressione, soprattutto considerando che in molti sistemi ottici l’energia dei tripletti viene semplicemente dispersa.

Come funzionano questi LED ibridi e perché sono così promettenti

I dispositivi risultanti, battezzati “LnLED”, funzionano a circa 5 volt e producono elettroluminescenza con una larghezza spettrale estremamente stretta. Tradotto in parole più semplici: la luce che emettono è molto più pura rispetto a quella dei quantum dot, che rappresentano una delle tecnologie concorrenti più avanzate. E questa purezza non è un dettaglio da poco. Per applicazioni come il bioimaging medico o le comunicazioni ottiche, avere una lunghezza d’onda precisa e ben definita fa tutta la differenza del mondo.

Il professor Akshay Rao, che ha guidato la ricerca, ha spiegato il concetto con un’immagine piuttosto efficace: le molecole organiche agiscono come antenne che “sussurrano” l’energia alle nanoparticelle attraverso un processo di trasferimento energetico dei tripletti. Una porta secondaria, in pratica, per alimentare materiali che sembravano condannati a restare esclusi dal mondo dell’elettronica.

Applicazioni concrete: dalla medicina alle telecomunicazioni

Le implicazioni pratiche di questi LED a infrarosso vicino sono notevoli. La luce emessa nella cosiddetta “seconda finestra del vicino infrarosso” riesce a penetrare in profondità nei tessuti biologici. Questo apre scenari affascinanti: dispositivi miniaturizzati, magari iniettabili o indossabili, che potrebbero aiutare nella diagnosi precoce di tumori, nel monitoraggio degli organi in tempo reale o nell’attivazione di farmaci fotosensibili con una precisione finora impensabile.

Sul fronte delle comunicazioni ottiche, l’emissione luminosa stabile e stretta potrebbe ridurre le interferenze e permettere di trasmettere più dati con maggiore chiarezza. Senza contare le possibilità nel campo dei sensori chimici e biologici ad alta sensibilità.

I risultati, pubblicati su Nature, mostrano già un’efficienza quantistica esterna superiore allo 0,6% per i LED NIR di seconda generazione. Può sembrare un numero modesto, ma per un dispositivo di prima generazione basato su materiali che fino a ieri non si potevano nemmeno alimentare, è un punto di partenza straordinariamente solido. Il team di Cambridge è convinto che ci siano ampi margini di miglioramento, e il principio fondamentale alla base della tecnologia è così versatile da poter essere applicato a combinazioni di molecole organiche e nanomateriali isolanti ancora tutte da esplorare.

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Il cambiamento climatico continua a riservare sorprese, e una delle più controintuitive riguarda proprio quello che succede sopra le nostre teste. Mentre la superficie terrestre si riscalda anno dopo anno, la stratosfera si sta raffreddando a ritmi sempre più evidenti. Un team di ricercatori della Columbia University ha finalmente trovato una spiegazione convincente a questo fenomeno, e il protagonista è sempre lui: il biossido di carbonio.

La scoperta ribalta un po’ la narrazione a cui siamo abituati. L’anidride carbonica non si comporta allo stesso modo a tutte le altitudini. Vicino alla superficie, la CO2 intrappola il calore e contribuisce al riscaldamento globale, questo lo sappiamo bene. Ma nella stratosfera, a decine di chilometri di quota, succede qualcosa di molto diverso. Lassù l’aria è così rarefatta che la CO2, invece di trattenere energia, la irradia direttamente nello spazio. In pratica funziona come un radiatore al contrario.

La “zona perfetta” delle lunghezze d’onda infrarosse

Il gruppo di scienziati ha identificato un meccanismo specifico che rende il tutto ancora più interessante. Alcune lunghezze d’onda infrarosse cadono in quella che i ricercatori hanno definito una sorta di zona ideale, né troppo assorbite né troppo trasparenti. Questa fascia di radiazione diventa sempre più efficiente nel disperdere calore man mano che i livelli di CO2 nell’atmosfera aumentano. Più anidride carbonica c’è, più la stratosfera perde energia termica verso lo spazio.

È un effetto che gli scienziati avevano osservato da tempo attraverso i dati satellitari, ma nessuno era riuscito a spiegare con precisione il meccanismo fisico sottostante. Ora quel tassello mancante è stato trovato, e conferma che il raffreddamento della stratosfera non è un’anomalia casuale. È una conseguenza diretta e misurabile dell’aumento delle emissioni di gas serra.

Cosa significa tutto questo per la scienza del clima

La portata di questa scoperta va oltre la semplice curiosità scientifica. Il fatto che la stratosfera si raffreddi mentre la troposfera si riscalda rappresenta una delle impronte digitali del cambiamento climatico più chiare e difficili da contestare. Se il riscaldamento fosse causato solo da variazioni dell’attività solare, per esempio, ci si aspetterebbe che tutta l’atmosfera si scaldasse in modo uniforme. Invece il pattern è esattamente l’opposto: caldo in basso, freddo in alto. Ed è proprio quello che i modelli climatici prevedevano da decenni.

Il lavoro della Columbia University aggiunge quindi un ulteriore livello di comprensione a un quadro già piuttosto solido. Non si tratta di una scoperta che cambia le carte in tavola sulla necessità di ridurre le emissioni. Semmai la rafforza, perché dimostra che gli effetti della CO2 sull’atmosfera sono ancora più complessi e pervasivi di quanto molti immaginassero. L’anidride carbonica non si limita a scaldare il pianeta dal basso: sta letteralmente rimodellando il profilo termico dell’intera atmosfera terrestre, dalla superficie fino alla stratosfera.

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Un mondo alieno bollente, senza atmosfera e completamente arido: è quello che il telescopio spaziale James Webb ha appena svelato a circa 48 anni luce dalla Terra. Si tratta di LHS 3844 b, un esopianeta roccioso classificato come super Terra che, a dispetto del nome, non ha proprio nulla in comune con il pianeta su cui viviamo. Assomiglia piuttosto a una versione ingrandita di Mercurio, con una superficie scura, desolata e costantemente esposta a radiazioni stellari devastanti.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy e guidato da Sebastian Zieba e Laura Kreidberg del Max Planck Institute for Astronomy, ha sfruttato lo strumento MIRI del JWST per analizzare la luce infrarossa emessa direttamente dalla superficie del pianeta. E qui viene la parte affascinante: nessuno ha fotografato LHS 3844 b. Quello che gli scienziati hanno fatto è stato misurare variazioni sottilissime nella luminosità combinata della stella e del pianeta, ricostruendo così uno spettro che racconta di che materiale è fatta quella roccia lontana.

Il risultato? Una superficie scurissima, caldissima (circa 725 gradi Celsius sul lato permanentemente rivolto alla stella) e priva di qualsiasi involucro gassoso. LHS 3844 b orbita attorno a una nana rossa in appena 11 ore, a una distanza così ridotta che è difficile persino immaginarsela. Il pianeta è bloccato per marea, quindi una faccia cuoce sempre sotto la luce stellare mentre l’altra resta immersa nel buio perenne.

Una crosta che non somiglia affatto a quella terrestre

Confrontando le osservazioni con modelli computerizzati e librerie di rocce e minerali terrestri, lunari e marziani, il team ha scoperto che questa super Terra non possiede una crosta ricca di silicati come il granito, tipica del nostro pianeta. La Terra, va detto, è un caso unico nel Sistema Solare per quel tipo di composizione, quindi la cosa non è così sorprendente. Però ha implicazioni enormi.

Su di noi, le croste granitiche si formano attraverso processi geologici lunghissimi che coinvolgono tettonica a placche e presenza di acqua. Se LHS 3844 b non ha sviluppato niente del genere, significa che probabilmente non ha mai avuto attività tettonica paragonabile alla nostra, e contiene pochissima acqua. Al posto del granito, la superficie sembra composta di basalto o roccia simile al mantello terrestre, ricca di magnesio e ferro, con minerali come l’olivina. Materiale vulcanico, insomma, ma forse non così recente come qualcuno avrebbe potuto sperare.

Vulcani spenti o superficie fossile?

Due scenari restano sul tavolo. Nel primo, la super Terra sarebbe ricoperta di basalto relativamente fresco, frutto di un’attività vulcanica diffusa che avrebbe rinnovato la superficie in tempi geologicamente recenti. Nel secondo, la superficie sarebbe stata plasmata da un’esposizione prolungatissima allo spazio: meteoriti e radiazioni avrebbero sgretolato le rocce creando uno strato di regolite scurito, molto simile a quello che si trova sulla Luna o su Mercurio.

Il dettaglio che fa pendere la bilancia verso la seconda ipotesi è l’assenza di anidride solforosa. Se ci fosse vulcanismo attivo, MIRI avrebbe probabilmente captato questo gas, tipico delle emissioni vulcaniche. Niente. Silenzio totale. Questo suggerisce che LHS 3844 b sia geologicamente morta da tempo, una roccia antica che fluttua vicinissima alla sua stella senza più alcun segno di vita interna.

Il team sta già programmando nuove osservazioni con il telescopio Webb per capire se la superficie sia roccia compatta o materiale polveroso e frammentato. La tecnica prevede di analizzare come la luce viene emessa da angolazioni diverse, un metodo già testato con successo sugli asteroidi del nostro Sistema Solare. Come ha spiegato Kreidberg, la stessa tecnica potrà essere applicata in futuro ad altri esopianeti rocciosi, aprendo una finestra senza precedenti sulla geologia di mondi lontani.

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La missione SPHEREx della NASA ha appena regalato una di quelle conferme che, per quanto attese, lasciano comunque a bocca aperta. Il telescopio spaziale ha mappato la presenza di ghiaccio d’acqua in regioni vastissime della nostra galassia, dimostrando che una delle molecole più importanti per la vita sulla Terra non è affatto un’eccezione cosmica. Anzi, è praticamente dappertutto.

Lanciato nei primi mesi del 2025, SPHEREx (che sta per Spectro Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) è un osservatorio progettato per scandagliare l’intero cielo nell’infrarosso. Non punta un singolo oggetto come fanno altri telescopi celebri. Il suo lavoro è diverso, più ampio e per certi versi più ambizioso: costruire una mappa completa delle molecole presenti nello spazio interstellare. E tra queste molecole, il ghiaccio d’acqua è il protagonista assoluto di questa prima tornata di risultati.

Perché il ghiaccio d’acqua nello spazio conta così tanto

Trovare acqua sotto forma di ghiaccio sparsa nelle nubi molecolari e nelle regioni di formazione stellare non è solo una curiosità scientifica. Ha implicazioni enormi. Quelle nubi sono le stesse da cui nascono stelle e pianeti, il che significa che l’acqua entra nel gioco della formazione planetaria fin dalle primissime fasi. In parole povere, i pianeti rocciosi come il nostro potrebbero ereditare parte della loro acqua già dal materiale di partenza. Non serve per forza che arrivi dopo, trasportata da comete o asteroidi, anche se quel meccanismo resta valido.

I dati raccolti dalla missione SPHEREx mostrano che le concentrazioni di ghiaccio d’acqua sono distribuite in modo molto più uniforme di quanto alcuni modelli prevedessero. Questo rafforza l’idea che l’acqua sia un ingrediente comune, quasi banale, nel processo che porta alla nascita di sistemi planetari. E se l’acqua è così diffusa nella galassia, le probabilità che esistano altri mondi con condizioni favorevoli alla vita aumentano in modo significativo.

Una mappa che cambia la prospettiva

Quello che rende SPHEREx della NASA particolarmente prezioso è la scala del lavoro. Non si parla di osservazioni puntuali su una singola nebulosa o su un sistema stellare specifico. Si parla di una mappatura galattica vera e propria, con una copertura che nessun altro strumento aveva mai raggiunto per questo tipo di analisi. Il telescopio completerà almeno quattro scansioni complete del cielo durante la sua missione, e ogni passaggio aggiungerà dettaglio e precisione ai dati.

Per la comunità scientifica, questa è una base dati straordinaria. Permetterà di capire meglio dove si concentra il ghiaccio d’acqua, come interagisce con la polvere interstellare e quale ruolo gioca nella chimica che precede la formazione dei pianeti. La sensazione, tra chi studia queste cose da decenni, è che SPHEREx stia costruendo un quadro molto più ricco e complesso di quello che avevamo fino a ieri. E la missione è ancora nelle sue fasi iniziali, il che lascia pensare che il meglio debba ancora arrivare.

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Le libellule possiedono una capacità visiva che va oltre ogni aspettativa, e la cosa più sorprendente è che il meccanismo biologico alla base di questa abilità è praticamente identico a quello presente negli occhi umani. Un gruppo di ricercatori della Osaka Metropolitan University ha scoperto che questi insetti riescono a percepire una tonalità di rosso profondo che sconfina quasi nell’infrarosso, grazie a una proteina visiva specializzata. Una scoperta che, a prima vista, sembra riguardare solo il mondo degli insetti, ma che potrebbe aprire scenari inediti nel campo della tecnologia medica.

La visione dei colori, negli esseri umani, dipende da proteine chiamate opsine, ognuna sintonizzata su lunghezze d’onda specifiche: blu, verde e rosso. Le libellule, fra tutti gli insetti, si distinguono per la loro capacità di captare la luce rossa. Il team guidato dai professori Mitsumasa Koyanagi e Akihisa Terakita ha identificato nelle libellule un’opsina che risponde alla luce intorno ai 720 nanometri, una lunghezza d’onda che va oltre il rosso più intenso percepibile dall’occhio umano. Come ha spiegato il professor Terakita: “Questo è uno dei pigmenti visivi più sensibili al rosso mai trovati.”

Ma perché le libellule hanno bisogno di vedere così in profondità nello spettro rosso? La risposta, secondo i ricercatori, sta nella ricerca del partner. Analizzando la riflettanza della luce sulla superficie corporea di questi insetti, il team ha scoperto differenze significative tra maschi e femmine nella riflessione della luce dal rosso al vicino infrarosso. In pratica, i maschi potrebbero usare queste sfumature invisibili ad altri insetti per riconoscere al volo le femmine durante il corteggiamento aereo.

Un caso straordinario di evoluzione parallela

La parte davvero affascinante della ricerca riguarda il concetto di evoluzione parallela. Insetti e mammiferi sono parenti evolutivi lontanissimi, eppure hanno sviluppato in modo indipendente lo stesso identico meccanismo molecolare per percepire la luce rossa. Ryu Sato, primo autore dello studio, lo ha definito “un risultato inatteso”, sottolineando come lo stesso processo evolutivo si sia verificato in linee genetiche completamente separate. Le libellule e gli esseri umani, insomma, hanno trovato la stessa soluzione partendo da punti di partenza diversissimi.

Dalle libellule agli strumenti medici del futuro

Il passo più interessante della ricerca è quello che porta dalla biologia pura alla medicina applicata. I ricercatori hanno individuato una singola posizione nella proteina opsina che determina la sua risposta alla luce. Modificando quel punto, sono riusciti a spostare la sensibilità della proteina verso lunghezze d’onda ancora più lunghe, avvicinandola all’infrarosso. Hanno poi dimostrato che cellule contenenti questa opsina modificata possono essere attivate dalla luce nel vicino infrarosso.

Questo risultato è particolarmente promettente per l’optogenetica, una disciplina che utilizza proteine sensibili alla luce per controllare e studiare le cellule nei tessuti viventi. Poiché le lunghezze d’onda più lunghe penetrano più in profondità nel corpo, una proteina capace di rispondere alla luce nel vicino infrarosso permetterebbe di raggiungere cellule altrimenti inaccessibili con le tecnologie attuali.

Come ha dichiarato il professor Koyanagi, i risultati dimostrano che questa opsina rappresenta “uno strumento optogenetico promettente, capace di rilevare la luce anche nelle zone più profonde degli organismi viventi.” Lo studio, pubblicato sulla rivista Cellular and Molecular Life Sciences nell’aprile 2026, trasforma quello che sembrava un semplice dettaglio sulla visione delle libellule in un potenziale punto di svolta per la medicina del futuro. A volte le risposte più rivoluzionarie arrivano da chi vola sopra gli stagni.

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Esiste un tipo di luce che fino a poco tempo fa nessuno riusciva a domare abbastanza da renderla utile per la microscopia. Si chiama luce terahertz, e un gruppo di fisici del MIT ha appena trovato il modo di comprimerla in uno spazio incredibilmente piccolo, tanto da riuscire a osservare qualcosa che nessuno aveva mai visto: il movimento collettivo degli elettroni superconduttori che oscillano insieme, come una sorta di gelatina quantistica che vibra. La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, apre scenari importanti sia per la comprensione della superconduttività sia per il futuro delle comunicazioni wireless ad altissima velocità.

La radiazione terahertz si colloca tra le microonde e l’infrarosso nello spettro elettromagnetico. Pulsa oltre mille miliardi di volte al secondo, una frequenza che corrisponde quasi perfettamente alle vibrazioni naturali di atomi ed elettroni nei materiali. Sulla carta, sarebbe lo strumento perfetto per studiare quei movimenti. Il problema, però, è sempre stato pratico: la lunghezza d’onda della luce terahertz è enorme rispetto alle strutture da analizzare, centinaia di micron. E una regola fondamentale della fisica ottica, il cosiddetto limite di diffrazione, impedisce di focalizzare la luce in un punto più piccolo della sua lunghezza d’onda. Il risultato? Il fascio finisce per “coprire” tutto il campione senza distinguere nulla di utile.

Come funziona il nuovo microscopio terahertz

Per aggirare questo ostacolo, il team del MIT ha utilizzato i cosiddetti emettitori spintronici, una tecnologia relativamente recente basata su strati metallici ultrasottili impilati. Quando un laser colpisce questi strati, si innesca una reazione a catena negli elettroni che genera impulsi terahertz brevissimi. Il trucco sta nel posizionare il campione vicinissimo all’emettitore, catturando la luce prima che abbia il tempo di disperdersi. In questo modo si riesce a comprimere il fascio in una regione molto più piccola della sua lunghezza d’onda, bypassando di fatto il limite di diffrazione.

Il microscopio è stato poi completato con uno specchio di Bragg, una struttura a strati che filtra le lunghezze d’onda indesiderate e protegge il campione dal laser. Con questo setup, i ricercatori hanno esaminato un materiale chiamato ossido di bismuto, stronzio, calcio e rame (noto con la sigla BSCCO, pronunciata “bisco”), un superconduttore ad alta temperatura. Raffreddandolo fino a temperature prossime allo zero assoluto, hanno osservato gli elettroni muoversi senza attrito come un superfluido, oscillando alle frequenze terahertz.

“Questo nuovo microscopio ci permette di vedere una modalità degli elettroni superconduttori che nessuno aveva mai osservato prima”, ha dichiarato Nuh Gedik, professore di fisica al MIT.

Perché questa scoperta conta davvero

Studiare materiali come il BSCCO con la luce terahertz potrebbe accelerare la corsa verso i superconduttori a temperatura ambiente, uno dei traguardi più ambiti della fisica moderna. Ma non è tutto. La stessa tecnologia potrebbe aiutare a identificare materiali capaci di emettere e rilevare radiazione terahertz, componenti essenziali per i futuri sistemi di comunicazione wireless a frequenze terahertz, potenzialmente molto più veloci delle attuali reti basate sulle microonde.

“C’è una spinta enorme per portare il Wi Fi e le telecomunicazioni al livello successivo, alle frequenze terahertz”, ha spiegato Alexander von Hoegen, primo autore dello studio. “Con un microscopio terahertz si potrebbe studiare come questa luce interagisce con dispositivi microscopici che un giorno potrebbero funzionare come antenne o ricevitori.”

Il team sta già applicando il microscopio ad altri materiali bidimensionali per esplorare ulteriori effetti su scala terahertz. Vibrazioni reticolari, processi magnetici, modi collettivi: tutto ciò che accade a queste frequenze diventa ora osservabile con una risoluzione prima impensabile. La ricerca è stata sostenuta dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla Gordon and Betty Moore Foundation.

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Una nube spettrale che galleggia nello spazio profondo e somiglia, in modo quasi inquietante, a un cervello umano. È questa l’immagine straordinaria catturata dal Telescopio James Webb, che ha puntato i suoi strumenti su una nebulosa poco studiata e decisamente bizzarra, conosciuta come PMR 1 ma ribattezzata “Exposed Cranium”, il cranio esposto. Le nuove osservazioni, diffuse dalla NASA il 17 marzo 2026, mostrano dettagli mai visti prima di questa nube di gas e polvere che avvolge una stella morente, regalando uno scorcio su una delle fasi più drammatiche e fugaci nella vita di un astro.

La nebulosa era già stata individuata oltre dieci anni fa dal telescopio Spitzer, ormai in pensione, ma gli strumenti molto più avanzati del James Webb hanno permesso di ottenere immagini con una nitidezza incomparabile. Quello che prima era un bagliore sfocato adesso rivela strutture complesse, strati di gas sovrapposti e una fenditura scura centrale che divide la nube in due sezioni, proprio come i due emisferi di un cervello. L’effetto visivo è davvero sorprendente, quasi disturbante nella sua somiglianza con l’anatomia umana.

Getti, strati e quella linea scura nel mezzo

Le riprese effettuate sia nel vicino infrarosso (con la NIRCam) che nel medio infrarosso (con lo strumento MIRI) hanno evidenziato diversi aspetti della struttura della nebulosa. Lo strato esterno, composto principalmente da idrogeno, rappresenta il materiale espulso nelle fasi più remote. La regione interna, invece, è molto più articolata: contiene una miscela di gas differenti e strutture più fini che raccontano come la stella abbia perso massa nel corso del tempo.

Ma la caratteristica che colpisce di più resta quella banda scura verticale che taglia in due la nube. Secondo gli scienziati, potrebbe essere collegata a potenti getti di materia emessi dalla stella centrale in direzioni opposte. Lo suggerisce soprattutto l’immagine MIRI, dove nella parte superiore della nebulosa si nota chiaramente del gas spinto verso l’esterno, come se qualcosa stesse modellando attivamente la struttura dall’interno.

Una stella agli sgoccioli e un destino ancora incerto

Quel che si sa con certezza è che la stella al centro di PMR 1 sta esaurendo il proprio combustibile. In questa fase, gli astri espellono i loro strati esterni nello spazio, un processo che su scala cosmica avviene in tempi relativamente rapidi. Il Telescopio James Webb ha di fatto immortalato un momento di transizione, una finestra temporale breve nell’evoluzione stellare.

Il destino finale della stella dipende dalla sua massa, dato ancora non determinato con precisione. Se fosse sufficientemente massiccia, potrebbe concludere la propria esistenza con un’esplosione di supernova. Se invece fosse più simile al Sole, continuerebbe a perdere materia fino a lasciare esposto solo il nucleo denso, una nana bianca destinata a raffreddarsi lentamente nel corso di miliardi di anni.

Queste osservazioni confermano, ancora una volta, quanto il James Webb stia ridefinendo la comprensione dell’universo. Frutto di una collaborazione internazionale tra NASA, ESA e CSA, il telescopio continua a regalare scoperte che, fino a pochi anni fa, sarebbero state semplicemente impossibili. E questa nebulosa a forma di cervello ne è la dimostrazione più spettacolare.

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