Il principio di base degli spettrografi è abbastanza semplice: quando la luce di una sorgente passa attraverso una fenditura e colpisce un prisma o un reticolo di diffrazione, essa viene scomposta nell’arcobaleno di colori che la compongono, formando il cosiddetto spettro della sorgente: tante linee parallele che sono la carta di identità degli elementi chimici che queste bande le hanno prodotte.
I due spettri della stella Hd 222925 ottenuti dal nuovo spettrografo Ghost montato di recente sul telescopio da 8.1 metri di diametro del Gemini South dell’osservatorio Gemini. Crediti: International Gemini Observatory/NoirLab/Nsf/Aura/Ghost Consortium
Ghost, acronimo di Gemini High-resolution Optical SpecTrograph, è uno di questi strumenti. Installato recentemente sul telescopio cileno Gemini South dell’International Gemini Observatory, facility del National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NoirLab), lo spettrografo ha ora visto la sua prima luce: lo spettro di Hd 222925, una stella straordinariamente brillante e chimicamente complessa situata a circa 1.470 anni luce di distanza nella costellazione meridionale del Tucano.
Hd 222925 è una stella chimicamente peculiare – chemically peculiar star in inglese: espressione che identifica un particolare tipo di stella dall’insolita abbondanza di elementi pesanti. Lo strumento Ghost di Gemini South ha catturato la sua luce coprendo una finestra di lunghezze d’onda che vanno da 350 nm a circa 1015 nm, producendo due spettri. Il primo, a sinistra nell’immagine d’apertura, copre le lunghezze d’onda che vanno da 350 nm a 530 nm; in esso le bande scure sono linee di assorbimento (linee di Fraunhofer, dal nome del fisico tedesco Joseph von Fraunhofer), ovvero la conseguenza dell’assorbimento di fotoni in una precisa gamma di frequenze da parte di specifici atomi: le impronte digitali dei gas presenti nella stella, in questo caso idrogeno (beta e gamma indicano transizioni di un elettrone dell’atomo di idrogeno tra livelli energetici diversi), calcio e numerosi metalli come ferro e oro. Il secondo, a destra nell’immagine, copre invece lunghezze d’onda che vanno da 530 nm a circa 1015 nm e mostra, oltre alle linee H-alfa dell’idrogeno della stella, linee originate dall’assorbimento della luce da parte di molecole di ossigeno e vapore d’acqua nell’atmosfera terrestre; una contaminazione dello spettro della stella cui è soggetta qualsiasi osservazione da terra, il cui effetto viene normalmente rimosso nelle fasi successive del processo di analisi spettrale.
«L’installazione e la messa in servizio dello spettrografo hanno richiesto molto tempo, ma il team ha lavorato in modo efficiente e rapido», sottolinea Steve Margheim, project scientist dello strumento presso il National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory. «Quando abbiamo visto il nostro primo arcobaleno prodotto dallo strumento, è stato un giorno davvero speciale».
«Questa è un’entusiasmante pietra miliare per gli astronomi di tutto il mondo che si affidano a Gemini South per studiare l’universo da questo eccezionale punto di osservazione in Cile», conclude Jennifer Lotz, direttrice del Gemini Observatory. «Una volta che sarà messo in servizio, questo strumento di nuova generazione sarà un componente essenziale della cassetta degli attrezzi degli astronomi».
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