Rappresentazione schematica e visione d'insieme del telescopio EST, in cui sono evidenziati lo specchio primario, il sistema di ottiche e la piattaforma in cui verranno allocati gli strumenti di piano focale. (Crediti: The EST Team)
Prosegue nel migliore dei modi la marcia di avvicinamento per la realizzazione di EST (European Solar Telescope), un telescopio solare con uno specchio primario di ben 4,2 metri, caratterizzato da un disegno ottico e strumenti ottimizzati per misure sia spettrali che polarimetriche in un’ampia gamma di lunghezze d’onda, dal vicino ultravioletto fino al vicino infrarosso. L’ultima tappa in ordine cronologico è stata raggiunta proprio ieri sera a Tenerife, presso l’Istituto di Astrofisica delle Canarie, dove si è concluso il meeting internazionale dedicato alla revisione del disegno concettuale del telescopio. Una vera e propria “commissione d’esame” composta da scienziati di fama internazionale, esterni al team che ha seguito le fasi di definizione del progetto, era stata incaricata di formulare un giudizio sulla fattibilità e la congruità di EST. E la valutazione, come conferma Francesca Zuccarello dell’ Università di Catania e associata all’INAF-Osservatorio Astrofisico di Catania, referente per l’INAF del progetto, è assolutamente lusinghiera: “I commenti espressi dai revisori, che entro 10 giorni invieranno il report conclusivo a Manuel Collados, il coordinatore del progetto, evidenziano un grande apprezzamento per il lavoro compiuto finora”. Queste indicazioni verranno opportunamente integrate nei prossimi giorni nel report finale per la fase di disegno concettuale che verrà inviato alla Commissione Europea, finanziatrice di questa prima tranche del progetto.
Un progetto ambizioso, quello di EST, che si colloca al livello di più alta priorità tra le infrastrutture di medie dimensioni da realizzarsi nell’ambito del piano strategico per l’astronomia europea e promosso dalla Comunità Europea di Fisica Solare che ha dato vita a EAST (European Association for Solar Telescopes), formata da 15 paesi: Austria, Croazia, Repubblica Ceca, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Norvegia, Olanda, Polonia, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera, Ungheria.
Ricostruzione virtuale della struttura architettonica dell'osservatorio EST (Crediti: The EST Team)
E la comunità scientifica italiana ha contributo in modo significativo allo studio e definizione di vari sottosistemi del telescopio, quali la struttura meccanica ed il controllo termico, la strumentazione di piano focale, il controllo del telescopio e la gestione dei dati. Partner del progetto sono l’INAF (con diverse strutture e ricercatori sparsi su tutto il territorio nazionale ed in alcuni casi anche all’estero), l’Università di Roma Tor Vergata e la S.R.S. Engineering Design. Altri istituti universitari collaborano al progetto (Catania, Cosenza, Firenze, L’Aquila)
Una delle maggiori sfide tecnologiche di EST sarà il sistema di ottica adattiva multi-coniugata (MCAO) che permetterà il raggiungimento del limite risolutivo imposto dal suo diametro, correggendo le distorsioni indotte a diversi livelli dalla turbolenza atmosferica. Questo innovativo sistema permetterà il raggiungimento di prestazioni simili a quelle ottenibili da telescopi spaziali, con l’indubbio vantaggio di avere il telescopio a Terra.
Un’altra sfida tecnologica è rappresentata dal controllo della convezione turbolenta prodotta dal riscaldamento all’interno del percorso ottico. Per ridurre questo effetto lo specchio primario parabolico sarà raffreddato e sulla sua superficie scorrerà una pellicola d’aria che impedirà la formazione di pennacchi convettivi. Sul primo fuoco, che precederà lo specchio secondario ellissoidale concavo e dove si formerà un’immagine del Sole di circa 6 cm, verrà posta una trappola di calore che dovrà sopportare una densità di calore pari a 5 milioni di watt per metro quadrato, superiore a quella presente nelle barre di combustibile dei nuclei delle centrali nucleari. La trappola di calore, per evitare di essere distrutta come le navi romane bruciate dagli specchi ustori di Archimede, sarà riflettente e dotata di un innovativo sistema di raffreddamento.
Tutto questo concentrato di tecnologia permetterà di osservare con un livello di dettaglio mai raggiunto prima il Sole, la nostra stella, che per la sua vicinanza offre molte opportunità di ricerca avanzata, tra le quali lo studio dei meccanismi di interazione tra plasma e campo magnetico, di grande interesse per le conoscenze di fisica fondamentale. Ma non è tutto. “Molti processi fisici che avvengono nell’interno e nell’atmosfera del Sole sono ancora in larga parte non compresi” continua Zuccarello. “Ad esempio, i meccanismi alla base dell’attività solare, le modalità con cui il campo magnetico evolve, si struttura ed emerge nell’atmosfera solare, il motivo per cui la cromosfera e la corona hanno temperature superiori agli strati sottostanti, i processi che sono alla base dei più intensi eventi esplosivi del nostro sistema solare: flare, eruzioni di filamenti, emissioni di massa coronale. Inoltre, sempre più campi della ricerca astrofisica fanno riferimento a ciò che avviene sul Sole, per comprendere fenomeni che vengono osservati anche in altri contesti astrofisici, quali stelle attive, dischi di accrescimento di buchi neri che presentano attività di tipo magnetico, jet di plasma”. Un vero e proprio ‘laboratorio naturale’ vicinissimo a noi che, con la sua attività, influenza in maniera decisiva il mondo in cui viviamo e da cui dipende anche la sopravvivenza delle missioni spaziali.