L’enorme reticolo di diffrazione al cuore dello spettrografo ad alta precisione Espresso durante i test nella camera bianca del quartiere generale di Eso a Garching a Monaco, in Germania. Crediti: Eso/M. Zamani
Si chiama Espresso, ha tutte le carte in regola per diventare il cacciatore di pianeti extrasolari più avanzato al mondo, ed è finalmente pronto per essere spedito a Cerro Paranal, in Cile, dove già lo attende la struttura dedicata – il Coudé Combined Laboratory – che lo collegherà ai quattro telescopi del Vlt dell’Eso. Così da garantirgli un’area di raccolta della luce corrispondente a quella d’un unico telescopio con uno specchio da 16 metri di diametro.
Il principio di funzionamento di Espresso si basa sul metodo della misura della velocità radiale delle stelle, ed è identico a quello di Harps, lo spettrografo installato sul telescopio da 3.6 metro dell’Eso a La Silla, sempre in Cile, del quale Espresso è il successore. In pratica, lo spettrografo permetterà di individuare i pianeti extrasolari registrando le variazioni quasi impercettibili che questi inducono, con la loro attrazione gravitazionale, sul moto della propria stella ospite, facendola oscillare. Una rilevazione indiretta e particolarmente difficile, soprattutto per i piccoli pianeti rocciosi che Espresso si propone di scoprire, visto che l’ampiezza delle oscillazioni indotte sul moto delle stelle dipende dalla massa dei pianeti. Ed è per questo l’entrata in funzione di Espresso, la cui precisione è dieci volte superiore a quella di Harps, sta entusiasmando gli astronomi.
Proprio come Harps, Espresso verrà utilizzato anche per le osservazioni di follow-up dei candidati osservati con la tecnica del transito – una sorta di mini-eclissi parziale prodotta dal passaggio del pianeta fra noi che lo guardiamo e la sua stella – per confermare la loro natura planetaria e misurarne la massa. Inoltre, eseguendo osservazioni spettroscopiche sugli esopianeti in transito, Espresso permetterà agli astronomi di determinare la presenza di alcuni costituenti chiave nelle loro atmosfera, come il sodio o il vapore acqueo.
Stefano Cristiani (Inaf Trieste), co-investigator di Espresso. Crediti: Francesco Pepe
A progettare e costruire lo spettrografo è stato un consorzio internazionale guidato da Francesco Pepe dell’Osservatorio astronomico di Ginevra. E come il nome ‘Espresso’ sembra suggerire la partecipazione italiana – in particolare, dei ricercatori dell’Inaf – all’ideazione e alla realizzazione dello strumento è stata determinante. «L’Osservatorio astronomico di Trieste ha contribuito soprattutto per quel che riguarda l’elettronica, il software di controllo e di analisi dati dello strumento. L’Osservatorio astronomico di Brera, invece, soprattutto per quel che riguarda l’apparato optomeccanico che raccoglie la luce dai quattro telescopi Vlt e la convoglia all’interno dello spettrografo», dice Stefano Cristiani dell’Inaf di Trieste, uno dei responsabili del progetto.
Sapore italiano a parte, ‘Espresso’ in realtà, è un acronimo, e sta per “Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations”: vale a dire, spettrografo echelle per le osservazioni spettroscopiche di pianeti rocciosi. «Uno spettrografo echelle», spiega Cristiani a Media Inaf, «è un tipo particolare di spettrografo – ovvero uno strumento che separa la luce nelle componenti/colori di lunghezza d’onda diversa –che al posto del convenzionale reticolo singolo utilizza due reticoli di diffrazione, ruotati di 90 gradi uno rispetto all’altro, in modo da aumentare la qualità (in particolare, la risoluzione) e la quantità d’informazione raccolta».
Superato il cosiddetto “Eso Preliminary Acceptance Europe”, una batteria di test preliminari necessari per ottenere il via libera alla spedizione, per entrare in funzione Espresso dovrà attendere ancora, fra trasbordo intercontinentale dall’Europa a Cile e installazione nel luogo d’arrivo. Ma ormai è questione di pochi mesi. «A fine anno lo strumento vedrà la “prima luce” in cielo, e noi scienziati dell’Inaf speriamo finalmente, dopo sei anni di lavoro, di poter iniziare lo studio di pianeti extrasolari (siamo a caccia, in particolare, di pianeti come la Terra che ruotino attorno a stelle come il Sole) e del mezzo intergalattico», aggiunge Cristiani, «cercando di misurare variazioni delle costanti fisiche fondamentali e le proprietà fisico-chimiche della materia nell’universo com’era miliardi di anni fa».