La Stampa - Consultazione Archivio

Nel buio terso delle Ande il telescopio del futuro Nel buio terso delle Ande il telescopio del futuro A caccia di stelle nel ventre della Terra GLI obiettivi dell'astronomia dei prossimi vent'anni possono essere riassunti in poche domande fondamentali. Come si sono formate le galassie? Da dove viene l'energia di quegli enigmatici e lontanissimi oggetti cosmici chiamati quasar? Quali misteri si nascondono nella materia oscura diffusa nell'universo? E' possibile osservare direttamente sistemi planetari intorno ad altre stelle? tfPer ora le risposte sono intessute di verbi al condizionale e di periodi ipotetici. Certezze potranno venire soltanto analizzando più a fondo il messaggio di luce che gli oggetti del cielo ci inviano, queir «oscuro chiarore che piove dalle stelle», come scriveva Victor Hugo. Ma per farlo occorre raccogliere quantità di luce sempre più grandi e in arrivo da spazi sempre più lontani. Il telescopio spaziale della Nasa, quando finalmente sarà in orbita (nell'87? nell'88?), avrà il vantaggio di trovarsi fuori dell'atmosfera, ma le sue dimensioni sono pur sempre limitate: 2,4 metri di apertura. Attualmente al suolo lo strumento più grande è quello - sovietico su una montagna del Caucaso: 6 metri. E' venuto 11 momento — dicono gli astronomi — di pensare a una nuova generazione di telescopi, che permetta un forte salto quantitativo e qualitativo. Sarà la generazione dei VLT, Very Largo Telescopes. Progetti ce ne sono parecchi. Uno strumento del genere è già in costruzione negli Stati Uniti da parte della Keck Foundation: 10 NONOSTANTE i progressi compiuti con satelliti e navicelle spaziali per lo studio del cielo, gran parte dell'astronomia moderna si vale ancora di osservazioni eseguite dal suolo. Ciò è dovuto agli alti costi della ricerca spaziale e alla scarsa versatilità del telescopi montati su satellite, che consentono poche variazioni nella tecnica di ricerca. Purtroppo però l'atmosfera pone limiti notevoli alla qualità dell'informazione astronomica che si ottiene osservando gli astri dalla superficie della Terra. Alcuni di questi limiti sono dovuti alla presenza stessa della nostra atmosfera e quindi sono, ineliminabili, mentre altri possono essere in parte superati. Già dal punto di vista della pura e semplice trasparenza l'atmosfera costituisce un grave elemento di disturbo. I pulviscoli prodotti dalle attività umane, e quelli prodotti dalla natura, per esempio le ceneri vulcaniche, introducono errori nelle misure di luminosità [soenze: £)flPc/A QPttimSèfìQ ASTRONOMIA: Nuovi telescopi, di Alberto Righini, deirOsservatorio di Arcetri, di Piero Galeotti dell'Istituto di Cosmogeofisica del Cnr, e di Piero Bia\$WGO*a SUMMUiaiia nucci / TECNOLOGIA: n punto sull'auto solare, di Aurelio Robotti, del Politecnico di Torino / MATEMATICA: Il mistero dei numeri palindromi, di Elvezio Petrozzi, presidente dell'Associazione italiana giochi intelligenti / BIOLOGIA: Mimetismo ed evoluzione, di Bruno d'Udine, del Cnr / Le piante in microgravità, della biologa Claudia Silvestro metri di apertura, costo 70 milioni di dollari (115 miliardi di lire). Ora anche l'ESO, cioè l'Organizzazione europea per la ricerca astronomica nell'emisfero australe, ha messo a punto e presentato alla stampa un suo progetto di VLT: 16 metri di apertura equivalente, ottenuta facendo lavorare insieme una -schiera di 4 telescopi da 8 metri ciascuno; costo previsto 225 miliardi di lire, con una possibile lievitazione non superiore al 15 per cento, a patto di incominciare i lavori entro il 1987. Il primo dei quattro telescopi potrebbe incominciare a funzionare nel 1993. Entro il 1998 l'impresa potrebbe essere compiuta. La scelta di costruire 4 telescopi invece di uno solo Ci dimensioni ciclopiche offre più di un vantaggio: i costi sono minori, la tecnologia necessaria è meno incerta, è possibile usare i vari telescopi uno indipendentemente dall'altro, si ottiene un più alto potere risolutore (cioè una maggior possi-. bilità di separare punti angolarmente vicini) usando i 4 telescopi come un grande interferometro, equivalente a un telescopio di ben 100 metri di apertura. Non bisogna però pensare che un telescopio da 8 metri sia uno scherzo. Anche in questo caso la sfida tecnologica è quasi temeraria. Uno specchio di queste dimensioni concepito in modo tra-, razionale, come quello americano di Monte Palomar o quello sovietico del Cauca- ■ so, sarebbe difficilissmo da lavorare, avrebbe un peso proibitivo (125 tonnellate), e . creerebbe problemi forse insolubili di stabilita termi¬ degli astri. Ancora peggiore è l'effetto dell'umidità contenuta nell'aria, che impedisce l'osservazione della parte infrarossa dello spettro. Si può però ovviare in parte a questo inconveniente Installando gli osservatoti in alta montagna, dove l'umidità contenuta dall'atmosfera è molte scarsa. E' il caso del telescopio Tirgo che è stato installato al Gomergrat, sulle pendici del Cervino, dal Centro di Astrofisica Infrarossa del Consiglio Nazionale delle Ricerche che ha sede presso l'Osservatorio Astrofisico di Arcetrl di Firenze. Tra i problemi posti dall'atmosfera all'osservazione astronomica devo essere soprattutto ricordato quello che va sotto il nome di «seeing». Questa parola inglese, Se tradotta in italiano alia lettera perde il significato che assume in astronomia. La si usa nel gergo degli astronomi per indicare la qualità di quel complicato sistema ottico costituito dalla nostra atmosfera. Il «seeing», si badi bene. ca e meccanica. Si dovrà allora pensare a specchi molto più leggeri, cioè molto più sottili, in questo caso però lo specchio subisce deformazioni dovute al suo stesso peso. Occorre allora correggere in continuazione la geometria dello specchio analizzando il fronte delle onde luminose e la loro focalizzazione pena 18 millimetri lavorato dalla Reosc di Parigi. La sua forma è controllata da una sessantina di stantuffi. Ora è in costruzione un telescopio da 3,5 metri con questa nuova tecnologia, chiamato NTT (New Technology Telescope). Il suo specchio sarà controllato da varie centinaia di stantuffi. Con un costo di 18 miliardi. Il telescopio a nuova tecnologia (NTT) progettato dall'Eso io strumento entrerà in funzione nel 1988 e sarà il più avanzato del mondo. Alla realizzazione partecipa anche l'industria italiana, con la Innocenti Santeustacchio, Italtmplantl (gruppo Iri). Torniamo al progetto del supertelescopio da 16 metri. 14 strumenti da 8 metri che lo comporranno avranno i con un computer, il quale impartirà delle spinte a una serie di stantuffi che premendo sul retro dello speccljrto ne adegueranno di istante in istante la forma alle necessità. Questa tecnica di • controllo attivo» è tuttora in fase di sviluppo. L'Eso l'ha sperimentata su uno specchio di un metro spesso ap¬ Perché è sempre più difficile trovare luoghi adatti dove collocare i grandi telescopi loro specchi controllati attivamente con la tecnologia dell'NTT. La luce raccolta dai 4 telescopi verrà convogliata per mezzo di specchi secondari o di fibre ottiche e fusa in un solo punto focale. Ciò si fa già con il Multiple Mirror Telescope americano installato nel '79 a Monte Hopkins (sei specchi da 1,8 metri), ma in questo caso la cosa sarà molto più complessa. anche perché per il VLT europeo è previsto il funzionamento come interferometro, oltre che come telescopio. Alla fine si avrà quindi un fascio unico di luce, con una sensibilità dieci volte superiore a quella degli attuali maggiori telescopi al suolo. I 4 telescopi avranno una montatura altazimutale, con inseguimento della volta celeste computerizzato, e saranno disposti in fila. Il quarto sarà mobile, per allargare la base interferometrica. Oli Strumenti opereranno all'aperto per ridurre la turbolenza atmosferica locale. Durante il giorno saranno coperti da cùpole pieghevoli in materiale speciale per ottenere un buon isolamento termico. A La Siila, a 2400 metri sulle Ande cilene, dove sorge l'osservatòrio dell'ESO, dotato di sei telescopi tra 1 e 3,6 metri di apertura, è già stata individuata la montagna dove dovrebbe sorgere l'edificio del supertelescopio. Naturalmente il problema del finanziamento non è semplice. Ali'Eso partecipane 8 Paesi: Belgio. Danimarca, Germania Ovest, Francia, Italia, Olanda. Svezia e Svizzera. Bisognerà vedere se tutti sono disposti ad affrontare la spesa di 225 miliardi. In più ci vorrano 22 miliardi all'anno per la gestione e 10 miliardi all'anno per dieci anni per gli strumenti complementari. Francia e Germania sembrano decisi a sostenere il progetto. I suoi sostenitori fanno notare che le tecnologie richieste dal VLT avranno anche una ricaduta utile in vari campi industriali: elettronica, nuovi materiali, telecomandi. Ci sarebbero persino interessi militari: la tecnica per adattare la forma ottica degli specchi è infatti slmile a quella richiesta per lo «scudo spaziale» di Reagan, i cui specchi dovrebbero dirigere i fasci laser verso i missili atomici del nemico. E a chi trova eccessivi i costi viene ricordato che, fatte le proporzioni, la luce cosmica raccolta con il VLT costa pur sempre soltanto un cinquecentesimo di quella raccolta dallo Space Telescope. Ali'Eso le speranze risposte nel VLT sono grosse. I 600 astronomi che ruotano intorno all'Osservatorio (150 stabili a La Siila, 150 a Garchlng, in Germania, dove hanno sede gli uffici e il centro elaborazione dati, gli altri a turno su invito del comitato scientifico) avrebbero a disposizione, con il VLT, il più potente •occhio» mai esistito per lo studio dell'universo. In pochi anni — si è calcolato — esso raccoglierebbe dal cielo stellato più luce di quanta ne abbiano raccolta tutti i telescopi dal tempo di Galileo ai nostri giorni. E l'astronomia europea diventerebbe la prima del mondo. Piero Bianucci / telescopi a neutrini stanno aprendo all'astronomia una nuova finestra - Con essi si studieranno i collassi stellari minuire le forze di pressione. Entrambi i processi agiscono quindi nel senso di rompere quell'equilibrio nella struttura della stella che ne aveva garantito la sopravvivenza nel corso dei milioni o miliardi di anni dell'evoluzione precedente. Si genera cosi, a un certo punto dell'evoluzione, un processo catastrofico inarrestabile, durante il quale le parti interne della stella subiscono un collasso gravitazionale, cioè un'implosione su se stesse, a cui in certi casi può far seguito l'esplosione dello parti esteme a causa dell'enorme quantità di energia liberata durante il collasso. Allora la stella diventa estremamente luminosa ed è osservabile dagli astronomi come una supernova, un evento spettacolare del cielo nel quale la luminosità della stella diventa pai-ago-, nabile a quella dell'intera galassia a cui appartiene, alla cui luce contribuiscono decine o centinaia di miliardi di stelle. Il destino delle parti più Interne della stella e invece quello di originare stelle di neutroni o buchi neri, nel caso in cui anch'esse non vengano completamente distrutte durante l'esplosione. I modelli teorici di collassi gravitazionali stellari concordano nel ritenere che la maggior parte dell'energia della stella si disperda nello spazio sotto forma di neu¬ SECONDO la teoria dell'evoluzione stellare, stelle di grande massa (almeno 6 volte più del Sole) terminano la loro esistenza con un enoime evento distruttivo, prodotto dall'azione della forza di gravità. Questa forza, che nel corso dell'evoluzione precedente della stella era controbilanciata dalla forza di pressione, si manifesta ora in tutta la sua potenza in quanto la stella, avendo esaurito il combustibile nucleare, non è più in grado di opporsi alla sua azione. 8i ritiene che la stella, in questa fase finale della sua evoluzione, abbia sviluppato una struttura a gusci concentrici la cui parte centrale (il «core»), composta prevalentemente di nuclei di ferro, è in equilibrio in quanto le forze di pressione, dovute principalmente agli elettroni e dirette verso la superficie della stella, riescono ancora a bilanciare le forze di gravità dirette verso il centro. Tuttavia, le reazioni termonucleari continuano ad avvenire nei gusci circondanti il core e producono continuamente altri nuclei di ferro, facendo cosi aumentare la massa del core; contemporaneamente, processi di neutronizzazione della materia, cioè catture di elettroni da parte di protoni, sottraggono continuamente elettroni dall'interno della stella, facendo cosi di¬ trini, una delle tante particelle elementari presenti In natura; più precisamente, si ritiene che circa il 10 per cento della massa del core stellare si trasformi in neutrini durante questa breve fase esplosiva. Pertanto, anche se il collasso avviene in zone lontane della nostra galassia, il numero di neutrini prodotti è talmente grande che essi giungono a Terra in numero sufficientemente elevato da consentirne l'osservazione con opportuni strumenti, veri e propri telescopi anche se non ne hanno affatto l'aspetto. Gli esperimenti di astronomia del neutrino sono infatti collocati in miniere o in gallerie, sotto grandi spessori di roccia, per consentire l'osservazione di un segnale debole rispetto al fondo di radiazione cosmica presente in rivelatori posti sulla superficie terrestre. La roccia ha la funzione di uno schermo, di un filtro che lascia passare soltanto neutrini e poche altre particelle (come i muoni) facilmente distinguibili Per usare un semplice paragone, è come se si volesse venero Galeotti Continua a pagina II in prima colonna NELLA FOTO sopra il titolo: i resti della supernova di Keplero. Dal collasso della stella vengono emessi neutrini dal fatto che «l'aria attraverso cui si osserva è In perpetuo tremore» e ci suggerisce (siamo alla fine del XVII secolo) che «Il solo rimedio è l'aria più serena e tranquilla come quella che forse si trova sulle cime delle alte montagne sopra le nuvole più Imponenti». A circa trecento anni di distanza 11 rimedio a cui ricorrono gli astronomi per migliorare la qualità del «seeing» è praticamente quello indicato da Newton con le opportune integrazioni suggerite dal moderno progresso tecnologico. Diventa quindi una fase fondamentale nella decisione di costruire un osservatorio lo studio della qualità ottica dell'atmosfera. Negli ultimi 25 anni sono state infatti organizzate importanti campagne di studio della qualità atmosferica nelle diverse parti del mondo: come esempi citiamo quella che ha portato alla fondazione dell'Osservatorio del Kilt Peak In Arizona del Cerro Tololò In C'e e recentemente a Monte Hopkins sempre in Arizona. Ma la più completa tra le campagne di ricerca del sito ideale per osservazioni astronomiche è stata quella condotta in Europa negli Anni 70 dall'organizzazione Joso (Joint orgaruzation for solar observations) formata dagli astronomi solari europei, grazie alla infaticabile attività di Karl Otto Kiepenheuer direttore di un prestigioso istituto di ricerca a Friburgo nella Germania Federale. Dopo circa dieci anni di ricerche, Joso ha selezionato due luoghi nelle Isole Canarie in cui i telescopi potranno fruire per lunghi periodi di tempo di Immagini solari di qualità eccellente. Questi luoghi attualmente si stanno popolando di telescopi: si assiste difatti a una sorta di corsa all'oro in versione astronomica, a cui, purtroppo, la comunità astronomica italiana parte-' cipa in modo marginale, mediante una collaborazione con i colleghi tedeschi, dopo aver profuso notevoli energie nella campagna di ricerca del sito.