Mappatura dei punti nel cielo utilizzando la radioastronomia: osservazione del cielo

Ogni settimana nel nostro osservatorio si tiene un incontro scientifico, al quale possiamo partecipare di persona o tramite Zoom. Dopo aver ascoltato gli ultimi aggiornamenti amministrativi e di progetto, discutiamo delle ultime attività scientifiche e scoperte fatte dai nostri scienziati, ingegneri e collaboratori.

In un recente incontro, un’astronoma ha presentato i suoi ultimi risultati nell’imaging dell’interessante struttura del gas e della polvere nel cielo. L’immagine era piena di tanti piccoli punti, ognuno dei quali rappresentava una galassia distante. L’immagine è stata ottenuta utilizzando un radiotelescopio e mostrava cosa vedremmo se i nostri occhi potessero vedere le onde radio.

La nostra capacità di vedere i dettagli di ciò che stiamo guardando dipende dalla dimensione della lente che forma l’immagine rispetto alla lunghezza d’onda della luce proveniente da ciò che stiamo guardando. Se i nostri occhi funzionano bene, dovremmo essere in grado di vedere dettagli piccoli quanto circa l’1% dell’area del disco lunare.

Le onde radio sono onde elettromagnetiche, proprio come la luce. L’unica differenza tra loro è che le lunghezze d’onda (distanza tra le due creste d’onda) delle onde radio sono molto più lunghe. Ad esempio, la luce gialla ha una lunghezza d’onda di circa 580 nanometri (un nanometro è un miliardesimo di metro). Le lunghezze d’onda radio vanno da circa un millimetro a centinaia o migliaia di metri. La lunghezza d’onda di 21 cm è molto importante per la radioastronomia, perché le emissioni a questa lunghezza d’onda sono un segno delle fredde e scure nubi di idrogeno che esistono nella nostra galassia e oltre.

Poiché le onde radio di 21 cm hanno lunghezze d’onda circa 400.000 volte più lunghe della luce che vediamo, per avere la stessa capacità di percepire i dettagli dell’occhio umano, il nostro radiotelescopio avrebbe bisogno di una parabola o di una lente di circa 2 chilometri di diametro.

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Il radiotelescopio CHIME presso il nostro osservatorio ha una superficie di circa 100 metri quadrati. Le dimensioni sono rese possibili dal montaggio dell’antenna al suolo, che limita la quantità di cielo visibile.

Fortunatamente esiste un altro approccio. Grazie all’elettronica moderna e ai sistemi di elaborazione del segnale digitale, possiamo creare una grande antenna da molte più piccole. Un esempio è il Very Large Array nel Nuovo Messico, e l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Cile è un altro esempio.

“Millimetro” si riferisce alla lunghezza d’onda operativa, non alla dimensione delle antenne. L’Osservatorio canadese dell’idrogeno e il rilevatore radio transitorio (CHORD), in fase di sviluppo presso il nostro osservatorio, servirà da altro esempio.

Creare scorciatoie interessanti è una parte importante della scienza moderna. CHORD sarà composto da 512 piastre lunghe sei metri e sembrerà l’occhio composto di un insetto. Tuttavia, l’imaging di galassie lontane e di altre sorgenti radio cosmiche richiede molta più potenza per risolvere i dettagli rispetto ai nostri occhi. Ciò significa che abbiamo bisogno di set di piatti più grandi.

Per questo motivo stiamo costruendo quello che è potenzialmente il più grande radiotelescopio che possiamo installare sulla Terra, lo Square Kilometer Array (SKA). Sarà composto da migliaia di piccole antenne, situate principalmente in Sud Africa e in Australia occidentale. È un enorme progetto internazionale e noi ne facciamo parte.

Gli strumenti Pathfinder, o precursori, furono costruiti per sviluppare e valutare la tecnologia richiesta: uno in Sud Africa chiamato MEERKAT e un altro in Australia, chiamato, meno poeticamente, ASKAP (Australian Square Kilometer Pathfinder Array).

L’immagine che abbiamo visto nel nostro ultimo incontro è stata ottenuta utilizzando il radiotelescopio ASKAP.

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C’è una ragione per cui investiamo in radiotelescopi, come ALMA e SKA, situati nell’emisfero australe. Il centro della nostra galassia è di grande interesse per gli astronomi. Passa sopra le nostre teste nell’emisfero australe. Qui ondeggia sopra l’orizzonte meridionale.

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• Giove si trova in alto a sud-est dopo il tramonto, e Saturno si trova in basso a sud e sud-ovest. • Venere sorge prima dell’alba.

• La luna sarà piena il 26 dicembre.

Questo articolo è stato scritto da o per conto di un editorialista esterno e non riflette necessariamente le opinioni di Castanet.

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