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Un occhio sui vivai di stelle USA: APERTA NUOVA VIA NEGLI STUDI ASTRONOMICI Un occhio sui vivai di stelle Charles Townes, premio Nobel inventore del laser, a 71 anni ha escogitato a Berkeley un doppio telescopio rivoluzionario e trasportabile -1'«interferometro a raggi infrarossi» capterà le radiazioni stellari e permetterà di esplorare anche i giovani astri finora inaccessibili agli strumenti ottici SAN FRANCISCO — Uno scienziato settantunenne e ormai in pensione ha creato un tipo rivoluzionario di telescopio che permetterà di vedere nelle più recondite regioni dell'universo ciò che finora era precluso all'osservazione umana. Si tratta di uno strumento — per l'esattezza è una coppia di apparecchi identici — che capta non la luce delle stelle, ma la loro invisibile radiazione infrarossa e che opera a raggi laser. Per di più., la coppia dei nuovi poderosi strumenti è montata su due rimorchi e può.essere trasferita in qualunque luogo del pianeta. Alto, robusto, faccia sorridente, radi capelli brizzolati, il dottor Charles Townes, premio Nobel per la fisica 1964, in riconoscimento dei suoi lavori per la creazione del Laser e del Maser, ottenne la cattedra a Berkeley nel 1967. Chi nella grande università californiana si era immaginato dì avere da Totvnes lezioni ed esperimenti, magari per nuovi Laser o roba del genere, rimase certamente deluso. Appena arrivato a Berkeley, il padre dei favolosi raggi che ispirarono i film di James Band, che consentono i più delicati interventi di microchirurgia e che costituiscono una parte integrante della Strategie Defense Initiative (SDÌ, o guerre stellari che dir si voglia), anziché continuare sul filone delle indagini da lui stesso aperto, cambiò completamente l'oggetto dei suoi interessi. Si dedicò all'astrofisica: la scienza degli astri e del cosmo; la ricerca sui fenomeni che stanno alla base dell'evoluzione dell'Universo. E lo fece e lo sta facendo da par suo. Consapevole che di tutto lo spettro della radiazione elettromagnetica, la luce occupa solo una piccola porzione e che gli oggetti che popolano il cosmo — dalle stelle alle nubi di pulviscolo — emettono radiazioni dì ogni frequenza, Townes dedicò la sua prima attenzione non alle emissioni luminose, bensì a quelle invisibili, a cominciare dalle microonde. A questo punto, per comodità del lettore, bisogna ricordare una cosa: il fatto che tutto quello che generalmente si indica con i termini di «radioonde*, -raggi infrarossi*, -raggi luminosi* nei vari colori, -ultravioletto*, -raggi X* e -gamma*, corrisponde a porzioni determinate dello spettro elettromagnetico, ovvero a precise lunghezze d'onda o frequenze, a seconda dell'unità di misura che si vuole adottare. Townes mise a punto una particolare tecnica dì analisi con i radiotelescopi e fu il primo a scoprire la presenza di molecole chimiche complesse nelle nubi interstellari. La sua tecnica, poi ampiamente impiegata da altri radioastronomi, ha consentito finora la scoperta di ben settanta tipi di molecole chimiche nei materiali interstellari. Se si considera che tali architetture molecolari sono alla base del fenomeno vita, si capisce subito l'importanza del lavoro di questo eccezionale studioso. Dopo le analisi delle emissioni cosmiche alle frequenze delle radioonde, Townes rivolse i suoi studi ai fenomeni rivelabili dalle radiazioni elettromagnetiche nell'ambito dell'infrarosso e individuò il sistema per rivelare la presenza di materiali — altrimenti invisibili — in mezzo alle nubi interstellari, fatte di pulviscolo cosmico e di gas. Townes ha dedicato a tali ricerche dieci anni di intensissima attività e nonostante abbia da tempo superato l'età della pensione, liberato dagli impegni didattici, egli si è dedicato alle nuove ricerche e continua a lavorare con slancio giovanile e con totale dedizione. La coppia dei due telescopi appena ultimata a Berkeley e più esattamente indicata con il termine tecnico di .interferometro a raggi infrarossi», non è altro che il perfezionamento di un prototipo più piccolo, ideato e costruito da Townes e dai suoi collaboratori negli Anni Settanta a Berkeley. Con tale strumento, fra l'altro, Townes, Richard Gemei, Edmund Sutton, Michael Jonson e Albert Betz poterono studiare il centro della nostra Galassia e fornire le più valide indicazioni sulla presenza di un grosso -buco nero*. Come si sa, la Via Lattea, di cui il nostro Sistema Solare fa parte, è un'immensa girandola, un carosello spiraliforme di astri, al cui centro si erano notati fenomeni fino a poco tempo fa inspiegabili. Dopo le scoperte di Townes e del suo gruppo, molti interrogativi hanno trovato risposta. E' noto che con il termine di -buco nero* si intende un oggetto la cui massa mate riale è cosi grande e cosi compatta da far -ripiegare* indietro.—.jfàr effetto gravitazionale, secondo le previsioni di Einstein — qualunque tipo di radiazione elettromagnetica. In altre parole, dal -buco nero* non esce alcun raggio in nessuna lunghezza d'onda, né nello spettro visibile, né in quello ben più ampio dell'invisibile. La presenza dei -buchi neri* è pertanto rivelabile solo in via indiretta. E' appunto quello che ha fatto Townes, attraverso l'analisi del comportamento (velocità di rotazione, strutture, eccetera) delle nubi di pulviscolo e gas esistenti intorno al centro della Galassia. Il lavoro compiuto con quel primo interferometro a raggi infrarossi ha anche fornito allo scienziato e ai suoi collaboratori preziose indicazioni per migliorare le prestazioni e il rendimento degli strumenti. Per esempio, i due nuovi telescopi realizzati ora hanno un potere risolutivo senza precedenti. In termini ottici, questi apparecchi, piazzati sulla costa atlantica dell'Europa, consentirebbero (se non ci fosse la curvatura della Terra) di vedere le dita della mano di un uomo che facesse un gesto di saluto dalla finestra di un grattacielo di New York. Essenzialmente la coppia di telescopi è basata su un sistema di specchi e su emettitori di raggi laser all'infrarosso che consentono l'esatta calibrazione, per confronto, della radiazione in arrivo dai lontani recessi del Cosmo. Ognuno dei telescopi contiene uno specchio piano di circa due metri e mezzo di diametro: i raggi infrarossi dei corpi celesti arrivano qui e vengono riflessi su un secondo specchio, questo, parababolico, di circa due metri di diametro; esso amplifica la radiazione e la rimanda in un terzo specchio (a superficie piana) per l'esatta determinazione, le misure, eccetera. Fra l'altro, il montaggio su rimorchi ha obbligato i costruttori a seguire — oltre le leggi della fisica — le norme che regolano il traffico stradale. Ma perché gli astrofisici di Berkeley sono ricorsi a questo singolare sistema cosi fuori della norma degli osservatori astronomici? Townes e i suoi collaboratori volevano avere a disposizione un interferometro traslocarle in ogm dove, in modo da sfruttare al massimo le possibilità di osservazione nei luoghi di volta in volta più opportuni. L'interferometria si basa sul fatto che ponendo a distanza opportuna i due telescopi che compongono l'interferometro è possibile misurare la differenza pur minima del tempo d'arrivo della radiazione di un corpo celeste su uno strumento rispetto all'altro. Conoscendo la distanza esistente fra i due telescopi si può risalire con esattezza alle dimensioni della sorgente emettitrice, ai suoi movimenti, eccetera. Il guaio è che l'atmosfera che circonda il nostro pianeta lascia passare soltanto il dieci per cento dello spettro infrarosso. E' una -finestra* non certo grande, ma sufficiente per farci vedere un vasto orizzonte a patto che gli strumenti di osservazione siano potenti e precisi.- Ecco quello che ha tenuto présente Townes nella costruzione dei suoi strumenti. Col nuovo interferometro sarà possibile captare sorgenti che finora erano impercettibili perfino con gli strumenti mandati nel cosmo, come quelli del satellite IRAS (Infra Red Astronomical Satellite), che pure è servito a disegnare una nuova mappa della Via Lattea. In particolare, gli astrofisici di Berkeley punteranno i due occhi dell'interferometro in quelle regioni dell'universo dove si pensa esistano le nursery, i invai di nuove stelle. Sono regioni ricchissime di nubi di pulviscolo e gas; in mezzo a tali formazioni esistono giovani stelle appena formate, ancora invisibili con i telescopi ottici, mentre sono rilevabili nello spettro infrarosso. «Abbiamo aperto, ha detto Charles Townes illustrando a Berkeley la sua nuova creatura, un intero nuovo capitolo di studi astronomici. Essi ci consentiranno osservazioni e, speriamo, scoperte estremamente interessanti, per farci capire come sta evolvendosi il nostro universo, quali sono i fenomeni in corso e forse che cosa ci riserva il futuro». Giancarlo Mas ini