Una tecnologia all’avanguardia: l’Huntsman Telescope di Macquarie osserva lo spazio durante il giorno. Crediti: Macquarie University
Ah, la magia del firmamento nel cielo notturno! Non sarebbe bello se le stelle si potessero osservare anche di giorno? Assurdo e, invece, ora sembrerebbe possibile. I ricercatori della Macquarie University di Sydney, in Australia, hanno utilizzato il loro telescopio Huntsman per misurare e monitorare con precisione stelle, satelliti e altri oggetti nella volta celeste, non solo di notte – quando generalmente tutti gli astronomi scrutano il cielo – ma anche quando il Sole è a mezzogiorno.
«Per secoli, si è cercato di osservare stelle e satelliti nelle lunghezze d’onda del visibile alla luce del giorno, ma è sempre stato molto difficile farlo. I nostri test dimostrano che l’Huntsman può ottenere risultati notevoli anche nelle ore diurne», spiega l’autrice principale e dottoranda in astrofisica Sarah Caddy, che ha contribuito anche alla progettazione e alla messa in opera del telescopio Huntsman presso l’Osservatorio di Siding Springs a Coonabarabran.
Originariamente progettato per osservazioni ultrasensibili del cielo notturno, l’Huntsman Telescope dispone di una serie unica di 10 lenti per fotocamere che lavorano in parallelo, alimentando 10 sensori Cmos ultraveloci che insieme possono scattare migliaia di immagini a breve esposizione al secondo. Il telescopio combina una fotocamera astronomica e un’apparecchiatura di messa a fuoco astro-meccanica con una serie di 10 obiettivi Canon da 400 mm altamente sensibili, orientati in modo da coprire la stessa porzione di cielo. La telecamera collegata è così in grado di elaborare le immagini e di gestire flussi di dati molto grandi in un istante, utilizzando il controllo robotico per seguire e catturare oggetti in rapido movimento e garantendo un monitoraggio continuo degli oggetti per 24 ore.
Dato che il Sole oscura la maggior parte della luce proveniente da altri oggetti celesti, tradizionalmente gli astronomi osservano solo di notte: questo telescopio multi-obiettivo potrebbe aprire nuove possibilità per l’astronomia diurna. «Essere in grado di effettuare osservazioni accurate 24 ore su 24 infrange le restrizioni da tempo imposte agli astronomi per la scansione del cielo», afferma Lee Spitler, responsabile dei progetti spaziali presso l’Australian Astronomical Optics (Aao) di Macquarie, coautore dell’articolo presentato sulla rivista Publications of the Astronomical Society of Australia contenente i risultati dei test osservativi.
Sarah Caddy con il telescopio Huntsman che ha contribuito a progettare e costruire. Questo telescopio ottico dispone di una serie unica di 10 lenti per fotocamere che lavorano in parallelo, alimentando 10 sensori fotocamera Cmos ultraveloci. Crediti: Macquarie University
L’idea di Caddy è stata quella di sperimentare speciali filtri “a banda larga” su una versione di prova dell’Huntsman – una copia ridotta del telescopio a lente singola installato presso l’osservatorio della Macquarie University – per bloccare la maggior parte della luce diurna, lasciando passare solo le specifiche lunghezze d’onda della luce emessa dagli oggetti celesti. Il mini-telescopio prototipo ha permesso al team di ricerca di valutare varie impostazioni in un ambiente controllato senza influenzare il telescopio Huntsman.
Quali sono i vantaggi di poter osservare l’universo anche di giorno? Ce ne sono molti. Primo fra tutti la possibilità di monitorare costantemente alcune stelle luminose che di notte non possono essere osservate perché troppo vicine al Sole. Un esempio è la supergigante rossa Betelgeuse, una stella vicina a circa 650 anni luce di distanza, nella costellazione di Orione della Via Lattea. Questa stella è di grande interesse per gli astronomi poiché si è notevolmente oscurata tra il 2019 e il 2020, probabilmente a causa di un’importante espulsione di gas e polvere. Sappiamo, inoltre, che Betelgeuse esploderà “presto” – in termini astronomici, in qualsiasi momento tra oggi e i prossimi milioni di anni – ma non sappiamo esattamente quando accadrà. Ma Betelgeuse è osservabile per circa quattro mesi all’anno e solo di giorno, quando il Sole si frappone tra Betelgeuse e la Terra. Sarebbe quindi un peccato perdersi proprio il suo momento esplosivo. «Senza questa modalità diurna, non potremo sapere se una delle stelle più luminose del cielo sarà diventata una supernova, se non pochi mesi dopo che la sua luce esplosiva raggiungerà la Terra», afferma Spitler.
Rendering 3D notturno di Betelgeuse, la stella luminosa nella costellazione di Orione con la sua corona dinamica in espansion e l’eruzione di gas o polvere. Crediti: Macquarie University
Con un’indagine di sette mesi sulla luminosità della supergigante rossa durante il giorno, il gruppo di ricerca ha confermato che i dati della fotometria diurna del telescopio Huntsman per Betelgeuse corrispondono alle misure degli osservatori di tutto il mondo e dei telescopi spaziali. Dunque, se tutto andrà bene, il telescopio farà felici gli astronomi che amano studiare le stelle che diventano supernove ed espellono enormi quantità di materiale stellare, per capire la formazione degli elementi chimici nell’universo.
Le esplosioni di supernove nella Via Lattea sono relativamente rare – l’ultima è stata nel 1604 – tanto che gli astronomi, ancora oggi, si soffermano a studiare l’esplosione di una supernova in una mini-galassia vicina alla nostra avvenuta nel 1987. «Questa scoperta apre la strada a studi ininterrotti e a lungo termine di stelle come Betelgeuse, che subiscono potenti eruzioni verso la fine della loro vita», continua Spitler.
Poter fare osservazioni diurne ha anche un altro grande vantaggio nel campo in rapida espansione della space situational awareness (Ssa), il monitoraggio ravvicinato di una popolazione sempre crescente di satelliti, detriti spaziali e altri oggetti artificiali in orbita intorno alla Terra.
Una vista diurna della vicina stella Betelgeuse, situata a circa 650 anni luce di distanza. Crediti: Macquarie University
L’astronomia diurna sarà sempre più critica man mano che entreremo nella prossima era spaziale: nei prossimi dieci anni saranno lanciati più satelliti che nell’intera storia dell’esplorazione spaziale umana. La fotometria dei satelliti – una tecnica astronomica che utilizza telescopi ottici per studiare le variazioni di luminosità degli oggetti celesti – può rivelare informazioni preziose, tra cui la composizione, l’età e le condizioni degli oggetti in orbita.
«Con circa 10mila satelliti attivi che già circolano sul pianeta e i piani per il lancio di altri 50mila satelliti in orbita terrestre bassa nel prossimo decennio, c’è una chiara necessità di reti di telescopi diurni e notturni dedicati per rilevare e tracciare continuamente i satelliti. L’apertura all’osservazione diurna dei satelliti ci permetterà di monitorare non solo la loro posizione, ma anche il loro orientamento, unendosi alle informazioni che otteniamo dai radar e da altri metodi di monitoraggio», spiega Caddy che con il suo team ha già utilizzato per diversi mesi il mini-Huntsman per affinare le tecniche di monitoraggio, studiando sistematicamente fattori quali i tempi di esposizione ottimali, la tempistica di osservazione e l’inseguimento preciso dei bersagli anche attraverso la turbolenza atmosferica.
«Abbiamo perfezionato una metodologia per l’osservazione diurna e abbiamo dimostrato che può essere effettuata con apparecchiature di fascia alta a prezzi accessibili. L’astronomia diurna è un campo entusiasmante e, grazie ai progressi dei sensori delle fotocamere, dei filtri e di altre tecnologie, abbiamo assistito a notevoli miglioramenti nella sensibilità e nella precisione ottenibili in condizioni di cielo luminoso», conclude la ricercatrice.
Per saperne di più:
- Leggi su Publications of the Astronomical Society of Australia l’articolo “An Optical Daytime Astronomy Pathfinder for the Huntsman Telescope”, di Sarah E. Caddy, Lee R. Spitler e Simon C. Ellis.