Il Wendelstein Laser Guide Star system in azione. Crediti: Aitor Bereciartua (IAC)
Si è conclusa con successo all’Osservatorio del Teide dello IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias), a Tenerife, nell’arcipelago delle Canarie, la fase di commissioning e la prima luce del Wendelstein Laser Guide Star system dell’ESO. Il dispositivo genera un fascio laser che produce una stella artificiale nel cielo illuminando gli atomi di sodio che si trovano nell’atmosfera a 90 km di altezza. Questo punto brillante può così essere utilizzato da sistemi di ottica adattiva dei telescopi al fine di correggere, in modo decisivo, le distorsioni nelle immagini astronomiche indotte dalla turbolenza atmosferica e restituire così riprese pressoché perfette.
Il risultato è stato ottenuto da un team di astronomi e ingegneri dell’ESO, dell’IAC, del Gran Telescopio CANARIAS (GTC) e dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma che, dando seguito all’accordo tra ESO e IAC siglato nell’aprile del 2014, ha curato l’installazione e il commissioning dell’unità laser del Weldenstein Laser Guide Star, del suo sistema ricevente e del software per osservazioni automatiche. Le attività congiunte di ricerca e sviluppo condotte dal team si sono concentrate sull’ottimizzazione della brillantezza del fascio laser riflesso dall’alta atmosfera, con particolare attenzione allo studio degli effetti di dispersione prodotti dal campo geomagnetico.
Il Wendelstein Laser Guide Star system utilizza la tecnologia laser a fibra sviluppata dall’ESO per produrre fasci laser continui della potenza di 20 watt ed è in grado di modificare i parametri del fascio come frequenza, righe spettrali, ampiezza di riga, polarizzazione e intensità. Il dispositivo consente alla stelle guida laser di essere acquisite automaticamente sia durante il cambio dei parametri che del puntamento. Le campagne osservative inizieranno a febbraio 2015 al ritmo di una settimana a trimestre, per un periodo di 15 mesi.
«Pensare di gestire via software una strumentazione così complessa, come quella che occorre per fare osservazioni automatiche e sincronizzate come produrre un laser per l’ottica adattiva, è stata una sfida impegnativa ma ancor di più avvincente» commenta Mauro Centrone, dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, uno dei membri del team. «Ricreare lo schema ESO degli Observing Blocks per il ricevitore e il trasmettitore laser, e scrivere il software di pipeline per ridurre i dati in tempo reale ha richiesto impegno ma anche dato soddisfazioni e conoscenze nuove. Quando mi è stato proposto di collaborare col team di ottica adattiva dell’ESO, il raggiungimento dell’obiettivo finale era così lontano che quasi sembrava impossibile poterci arrivare davvero… Ma quando ho visto il laser puntare nel cielo, i telescopi muoversi, il cielo di Tenerife farsi “solleticare” dalla luce al sodio… mi sono emozionato. Allora per me è come se un’orchestra avesse cominciato ad eseguire la migliore delle sue sinfonie… Il software che abbiamo sviluppato (in linguaggio LabView) all’interno del nostro gruppo di Roma, permette all’utente non solo di gestire il sistema di acquisizione automatica delle immagini, ma anche di elaborarle e di caratterizzare i parametri fisici del laser nella sua interazione con l’atmosfera. Tutto questo rappresenta un ottimo punto di partenza nonché un importante investimento in previsione del nostro coinvolgimento nell’ambito dei telescopi E-ELT».
Il lavoro svolto dal team è parte del più ampio programma di ricerca e sviluppo di tecnologie per stelle guida al laser e ottica adattiva dell’ESO in collaborazione con istituti e compagnie appartenenti agli stati membri, nel contesto di progetti per grandi telescopi attuali e futuri, come lo European Extremely Large Telescope (E-ELT). Questi esperimenti rappresentano anche un passo in avanti verso lo sviluppo del Sistema a stelle guida laser per il GTC e un possibile miglioramento di quelli già operativi, come ad esempio quello che equipaggia il Large Binocular Telescope.
«Questa è stata la prima di una serie di campagne osservative nell’ambito delle tecnologie delle Laser Guide Star per ottiche adattive, a cui parteciperemo come Osservatorio Astronomico di Roma e che si svolgeranno nel cielo di Tenerife e poi in quello di La Palma nei prossimi anni» aggiunge Fernando Pedichini, anch’egli dell’Osservatorio Astronomico di Roma e nel gruppo che ha completato le operazioni di collaudo. «Sono molto soddisfatto della riuscita del Commissioning e di come la collaborazione sta funzionando, sia dal punto di vista del risultato tecnologico, sia dal punto di vista umano e professionale. La nostra collaborazione con ESO, IAC e GRANTECAN è una delle attività strategiche del nostro gruppo tecnologico di Roma, che si inserisce fra le attività nazionali nell’ambito delle tecnologie delle ottiche adattive, per la ricerca e sviluppo nel settore delle Laser Guide Stars».
Leggi l’annuncio dell’ESO (in inglese)