Il giro del mondo in 80 telescopi

Con cadenza settimanale, RAI NEWS 24 - canale televisivo digitale della RAI dedicato all'aggiornamento in tempo reale - riserva all'ESA uno spazio di approfondimento di 5 minuti: un'intervista su una notizia di attualità legata alle attività dello spazio.

E' questa l'originale iniziativa che in questi giorni oltre 130 nazioni stanno proponendo via webcast ai cittadini della Terra. Quale è lo scopo di questa mobilitazione, che fra l'altro è solo una parte delle “100 ore di astronomia”, una iniziativa mondiale coordinata dalla IAU che dura dal 2 al 5 aprile?

Il giro del mondo in 80 telescopi è una diretta webcast a cui partecipano 130 paesi e 80 fra centri di ricerca, centri di controllo, enti che gestiscono i telescopi terrestri o spaziali che studiano il cosmo. L'ESA partecipa alla diretta webcast trasmettendo dalla sua sede in Spagna, l’European Space Astronomy Centre (ESAC). In particolare tutti coloro che seguiranno la diretta avranno la possibilità di entrare virtualmente nei centri di controllo di due telescopi spaziali, XMM-Newton e Integral, di vedere le nuove immagini di una galassia decisamente spettacolare che XMM-Newton ha recentemente osservato. Gli studenti avranno invece la possibilità di partecipare a un concorso usando i dati del telescopio Integral. Inoltre è previsto un collegamento anche con il centro di controllo del Telescopio Spaziale Hubble, frutto di una collaborazione NASA/ESA.

La partecipazione italiana è imponente. Come abbiamo visto l’Italia partecipa sia come paese membro finanziatore dell'ESA che con i suoi contributi scientifici e tecnologici ai satelliti dell'ESA. Ma l'Italia partecipa anche alla realizzazione di altri telescopi spaziali, come per esempio Swift, lanciato dalla NASA e che ha potuto contare su uno strumento tutto italiano. Inoltre il nostro paese è presente anche in modo più diretto: le 80 ore partono con un ricordo del ruolo di Galileo nello sviluppo della moderna astronomia. Inoltre al webcast partecipano anche il Telescopio Nazionale Galileo dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), il Large Binocular Telescope, uno dei più grandi telescopi al mondo, finanziato al 25% dal nostro Paese attraverso l'INAF, VIRGO, il rivelatore di onde gravitazionali dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare.

Hai nominato tre telescopi spaziali dell'ESA: il Telescopio Spaziale Hubble, Integral e XMM-Newton. Perché occorrono ben tre telescopi per lo studio dell'universo?

Sono tre telescopi spaziali che raccolgono luce di diversa energia (o, in modo equivalente, di diversa lunghezza d'onda) che viene prodotta da stelle, galassie, gas in condizioni fisiche molto dissimili fra loro. In particolare Hubble è sensibile alla luce visibile, XMM-Newton ai raggi X, mentre Integral raccoglie raggi gamma. Tra l'altro, mentre per la luce visibile si possono utilizzare anche telescopi da terra, che però necessitano di dimensioni molto maggiori di quelle di Hubble e di una tecnologia molto più sofisticata, per i raggi X e gamma i satelliti sono necessari perché questo genere di radiazione viene completamente assorbita dall’atmosfera. L'ESA è una delle pochissime agenzie spaziali che è stata in grado di offrire alla comunità internazionale satelliti in grado di osservare l'universo cogliendone i suoi molteplici aspetti.

Accade spesso, per esempio, che determinati corpi celesti emettano tanti tipi di luce, con diversa intensità. Per esempio il nostro Sole emette la maggior parte della luce sotto forma di luce visibile, ma ha anche una emissione minore in raggi X e un’emissione ancora più debole in raggi gamma. Si tratta di luce che proviene da strati diversi della nostra stella e che dunque ce ne svela aspetti differenti: ci dice, per esempio, che al di là della luce solare che vediamo, si sviluppano sulla superficie solare dei fenomeni di altissima energia che possiamo cogliere solo osservando il Sole ad altre lunghezze d’onda. E questo ci permette di capire meglio come “funzionano” le stelle.

Per fare un esempio meno banale, Integral è capace di osservare la luce proveniente sotto forma di lampi gamma emessa da enormi esplosioni stellari che altrimenti non avremmo mai rilevato. XMM-Newton è in grado di osservare la superficie calda delle stelle di neutroni, ma anche di identificare il gas che viaggia velocissimo tra una galassia e l’altra. Entrambi sono aspetti del nostro universo che ci sarebbero completamente sfuggiti senza questo genere di telescopi.

Il 2009 è stato proclamato dall'ONU Anno Internazionale dell'Astronomia per ricordare i 400 anni dalle prime osservazioni telescopiche del cielo ad opera di Galileo. E per il 2009 l'ESA ha in programma altri due telescopi spaziali, attesi con grande interesse dalla comunità scientifica internazionale: Herschel e Planck. Entrambi andranno alla ricerca del lontano passato dell'universo. È stata fissata la data di lancio?

L'annuncio della data di lancio dei due satelliti è attesa proprio per questi giorni. Al momento i due telescopi si trovano entrambi presso la base di Kourou, nella Guiana Francese, dalla quale saranno lanciati a bordo di un unico Ariane 5. I due satelliti saranno posti su un'orbita molto particolare: si muoveranno in sincronia con la Terra intorno al Sole, rimanendo sempre dalla parte esterna dell'orbita terrestre. Tecnicamente si tratta di un area nello spazio nota ai fisici come “punto lagrangiano secondo”, distante circa 1 milione e mezzo di kilometri.

L'orbita non sarà stabile tanto quanto un’orbita intorno alla Terra, per cui saranno necessari ritocchi della posizione attraverso i meccanismi propulsivi di cui i telescopi sono dotati. Tuttavia questa scelta si è rivelata la migliore perché presenta enormi vantaggi dal punto di vista delle osservazioni del cosmo: i due telescopi saranno infatti parzialmente schermati dalla luce diretta del Sole, dal vento solare e, a causa della distanza dal nostro pianeta, saranno al riparo anche dall'emissione termica della Terra. Questa è una preoccupazione molto particolare, dovuta alla strumentazione di cui sono dotati i telescopi, che richiede temperature bassissime per un corretto funzionamento: Herschel infatti studierà l'origine e l’evoluzione delle galassie e delle stelle raccogliendo la radiazione infrarossa: qualsiasi sorgente di calore, quindi anche quello terrestre, rischia di inquinare i risultati. Persino il calore degli stessi strumenti, che devono essere mantenuti in condizioni di stretta criogenia. Il che rende la missione ancora più complessa.

Planck guarderà invece ancora più lontano, rilevando la radiazione cosmica di fondo, cioè la luce emessa dall'universo stesso circa 300mila anni dopo il Big Bang, quando non c’erano ancora né stelle né galassie, che oggi possiamo raccogliere sotto forma di microonde. La cosa importante è che le microonde della radiazione di fondo non ci parlano di un universo omogeneo, identico in ogni punto, ma di un cosmo che già porta le prime tracce delle galassie che non si sono ancora formate: nella mappa a microonde dell'universo primordiale scopriamo, insomma, i semi della nostra esistenza. Planck osserverà quella radiazione con una precisione mai raggiunta prima.