giovedì, Settembre 19

Grandi Telescopi Terrestri: quando L’osservazione del cosmo ha i piedi per terra

Nel deserto di Atacama in Cile sono attualmente in costruzione telescopi a dir poco giganteschi!  il Giant Magellan Telescope e l’ Extremely Large Telescope contribuiranno non poco a far luce sui misteri dell’universo.

Da anni si parla molto dei grandiosi telescopi spaziali soprattutto alla luce delle strabilianti scoperte da loro fatte come la recentissima osservazione di Earendel, la più lontana stella mai vista, osservata per la prima volta dal “vecchio” Hubble, ma anche i successi dei “cacciatori di pianeti” come Kepler o TESS e come non citare l’attesissimo James Webb Space Telescope che, come più grande telescopio mai lanciato nello spazio, promette scoperte altrettanto grandi.

E’ bene però ricordare sempre l’importanza fondamentale che i telescopi ottici istallati in osservatori con le fondamenta ben salde sul nostro pianata hanno avuto e tuttora continuano ad avere, tant’è vero che tra le più importanti agenzie intergovernative come l’ESO (European Southern Observatory) ed enti universitari pubblici e privati stanno investendo fior fior di quattrini per sviluppare nuovi e sempre più potenti apparecchi di questo tipo.

Si è compreso molto presto che per poter osservare sempre più lontano è necessario raccogliere più luce possibile e per far questo è necessario avere a disposizione telescopi con specchi ed aperture sempre più grandi. Il telescopio di Monte Wilson in California, da 2,5 metri, fu usato da Edwin Hubble per provare l’esistenza delle galassie. Rimase il telescopio più grande del pianeta fino alla costruzione del telescopio Hale sul Monte Palomar che con 5 metri di diametro gli strappò il record nel 1948. Entrambi questi telescopi sono ancora in servizio.

Attualmente, tra i più grandi telescopi rifrattori che sono al servizio degli scienziati, vi sono ad esempio il Very Large Telescope (VLT) un complesso di quattro telescopi, ognuno di 8 metri di diametro,  funzionante come quattro telescopi separati o come uno solo, combinando la luce proveniente dai quattro specchi. Oppure il telescopio Keck che con 10 metri di diametro è l’attuale detentore del record di dimensioni per specchio singolo.

Ora, però, che siamo nel XXI secolo, si è deciso di fare sul serio con i progetti del Giant Magellan Telescope e dell’Extremely Large Telescope, le cui caratteristiche sono a dir poco impressionanti.

Giant Magellan Telescope (GMT)

Attualmente in costruzione sul Cerro Las Campanas, ad un’altitudine di 2.500 metri, sarà ultimato nel 2029. Il GMT sarà alto come un edificio di 12 piani per 2.100 tonnellate di peso, inglobato a sua volta in una struttura che gli fa da casa, proteggendolo da intemperie e terremoti, alta come un palazzo di 22 piani e pesante 4.800 tonnellate.

Sarà costituito da un insieme di sette specchi primari che sono tra le ottiche più grandi e impegnative mai prodotte al mondo. Gli specchi primari sono la prima superficie di contatto del telescopio che raccoglie la luce in entrata dal cielo notturno. Ogni specchio di 8,4 metri di diametro ha una superficie sorprendentemente liscia, impiega quattro anni per essere completato e pesa 18 tonnellate.

Rendering dell’aspetto finale del Giant Magellan Telescope – Credit: GMTO Corporation

Gli specchi segmentati hanno una forma parabolica e sono disposti secondo un motivo floreale unico per formare una superficie di raccolta della luce larga 25,4 metri. L’efficiente design ottico è una novità mondiale e promette di vedere più lontano nell’Universo con più dettagli di qualsiasi altro telescopio prima. Possiede inoltre sette specchi secondari adattivi montati sopra i primari per compensare l’effetto distorsivo dell’atmosfera terrestre sulla luce stellare (il motivo per cui le stelle brillano e scintillano), deformando la loro superficie a 2.000 volte al secondo mentre raccolgono riflessi di luce distorti e li puliscono prima di inviare un fascio di luce concentrato agli strumenti scientifici del telescopio.

Gestito da un consorzio di enti di primaria importanza come: l’Università di Harvard, Smithsonian Institution, Carnegie Institution for Science e molte altre; questo straordinario telescopio rifrattore detto anche “gregoriano” sarà 4 volte più potente del telescopio spaziale James Webb e 10 volte più dell’Hubble.

Extremely Large Telescope (ELT)

Progettato e costruito dall’ESO, questo mastodontico telescopio ottico in costruzione nel Cerro Armazones nel deserto di Atacama in Cile, vedrà la prima luce stellare nel 2027 dopo ben 10 anni di lavoro.

La cupola sarà alta circa 80 metri e avrà un diametro di circa 88 metri, dandole un’impronta all’incirca equivalente a quella di un campo da calcio. La parte superiore della cupola ruoterà per consentire al telescopio di puntare in qualsiasi direzione attraverso la sua ampia fenditura di osservazione. Tutta la struttura dell’osservatorio avrà un peso di ben 6.100 tonnellate, ma potrà ruotare su se stessa in circa 3 minuti.

Rendering dell’aspetto finale dell’Extremely Large Telescope – Credit: ESO

ELT dispone di 5 specchi – da M1 a M5 – con forme, dimensioni e ruoli diversi. Lo specchio M1 sarà costituito da 798 segmenti di 1.45 metri per un diametro compressivo di 39 metri che raccoglierà la luce dal cielo notturno e la rifletterà su M2 avente un diametro di 4,2 metri e dal peso di 3,5 tonnellate. La luce verrà poi riflessa verso M3 da 3.8 metri che rifocalizzerà la luce verso lo specchio M4, con ottica adattiva, che regolerà la sua forma 1.000 volte al secondo per compensare le distorsioni causate dalla turbolenza atmosferica, prima di inviare la luce a M5, uno specchio piatto inclinabile che stabilizzerà l’immagine e la invierà agli strumenti ELT.

ELT è stato progettato per osservare l’universo nello spettro ottico del visibile con una risoluzione addirittura 16 volte superiore a come viene osservato  dal  telescopio spaziale Hubble e studierà: buchi neri, stelle e galassie lontane, arrivando ad analizzare la composizione delle atmosfere degli esopianeti

Il deserto di Atacama

Entrambi questi telescopi dalle caratteristiche a dir poco impressionanti, hanno in comune un’altra cosa oltre al decisivo contributo che sicuramente, apporteranno alla scienza ovvero l’essere collocati in Cile nel remoto e quanto più inospitale deserto di Atacama. Questo deserto è uno dei luoghi più aridi della Terra: non piove praticamente mai e non c’è umidità nell’aria (particelle d’acqua in sospensione che riducono la trasparenza e causano turbolenze distorsive della luce stellare)

Per questo motivo è il posto ideale per osservare il cielo, senza i disturbi delle nuvole e dell’atmosfera, ed ecco perché, oltre a questi due giganti, qui sono stati costruiti quasi tutti i telescopi più grandi del mondo.

Con queste condizioni meteorologhe si stima infatti che nell’arco di un anno è possibile utilizzare i telescopi per 340 giorni su 365 ed essendo un deserto con la “d” maiuscola è totalmente assente ogni forma di inquinamento luminoso.

Valle de la Luna, deserto di Atacama

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