È stato firmato lo scorso 4 novembre il contratto per il finanziamento dello studio concettuale di un nuovo telescopio, il Wide Field Spectroscopic Telescope (Wst), che potrebbe diventare operativo in Cile dopo il 2040. Il consorzio internazionale che ha ottenuto il finanziamento proporrà Wst come progetto candidato a diventare la prossima infrastruttura osservativa dell’Eso, lo European Southern Observatory, dopo il completamento dell’Extremely Large Telescope (Elt), attualmente in costruzione nelle Ande Cilene.
L’innovativo progetto Wst per realizzare un telescopio interamente dedicato a survey spettroscopiche di tutti i tipi di oggetti celesti, dalle galassie più lontane agli asteroidi e alle comete del Sistema solare, è stato selezionato nell’ambito del programma quadro Horizon Europe dell’Unione Europea con un bando competitivo destinato alle infrastrutture di ricerca. Il consorzio internazionale alla guida del progetto Wst ha ottenuto tre milioni di euro da utilizzare nei prossimi tre anni – dal 2025 al 2027 – per completare uno studio concettuale dettagliato del nuovo telescopio.
Rendering del progetto Wst. Crediti: G.Gausachs/Wst
Il consorzio internazionale vede la partecipazione di diciannove istituti di ricerca in Europa e in Australia, con un team scientifico composto da oltre seicento membri provenienti da trentadue paesi di tutti e cinque i continenti. Alla guida del consorzio, Roland Bacon del Centre National de la Recherche Scientifique (Cnrs, Francia) e Sofia Randich dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), supportati da un project office e da uno steering commitee del quale fanno parte rappresentanti di tutti gli istituti coinvolti. L’Italia partecipa, oltre che con l’Inaf, anche con l’Università di Bologna. Nutrito è il coinvolgimento di ricercatori e ricercatrici del nostro paese in ruoli chiave e di responsabilità in Wst, sia sugli aspetti scientifici che tecnologici.
Wst promette di rispondere a una necessità individuata dalla comunità scientifica internazionale: un telescopio della classe dei 10 metri, con ampio campo visivo, dedicato in modo esclusivo all’acquisizione di spettri delle sorgenti celesti. La necessità di avere a disposizione questo tipo di struttura osservativa compare esplicitamente in molti piani scientifici strategici internazionali che individuano i punti chiave della ricerca astrofisica della prossima decade, tra cui l’Astronet Roadmap 2023 europea.
Infatti, nonostante siano in fase di costruzione telescopi da terra con specchi principali di 30-40 metri, non esiste un telescopio fra quelli esistenti, in via di sviluppo, o proposti che presenti le stesse caratteristiche di Wst, il che lo rende un unicum: l’attuale disegno prevede infatti uno specchio principale del diametro di 12 metri, il funzionamento simultaneo di uno spettrografo multi-oggetto (Mos) in grado di osservare su un ampio campo visivo (tre gradi quadrati, quanto la superficie apparente di 12 lune piene) e altissime capacità di multiplex (20mila fibre), insieme a uno spettrografo a campo integrale panoramico (Ifs) che copre una superficie apparente di cielo di 9 minuti d’arco quadrati.
Il Wst affronterà molte questioni aperte nell’astrofisica su un’ampia gamma di scale fisiche: dalla formazione delle strutture su larga scala nell’universo primordiale, all’interazione delle galassie nella rete cosmica, dalla formazione della nostra stessa galassia, fino all’evoluzione delle stelle e alla formazione di pianeti intorno a esse. Crediti: Wst/V.Springel,Max-Planck-Institut für Astrophysik/Eso
«Queste specifiche sono molto ambiziose e collocano il progetto Wst al di sopra delle infrastrutture osservative da terra esistenti e in fase di programmazione. In soli cinque anni di attività, il Mos permetterebbe di ottenere spettri di 250 milioni di galassie e 25 milioni di stelle a bassa risoluzione spettrale e più 2 milioni di stelle ad alta risoluzione, mentre l’Ifs fornirebbe 4 miliardi di spettri, grazie ai quali i ricercatori potranno ottenere una caratterizzazione completa delle sorgenti. Per mettere questi numeri in contesto, sarebbero necessari 43 anni per ottenere gli stessi 4 miliardi di spettri utilizzando la Ifs disponibile sul telescopio Vlt dell’Eso oppure 375 anni dello strumento 4Most che sta per diventare operativo, per osservare i 250 milioni di galassie, raggiungendo la stessa “profondità”», dice Roland Bacon.
«Il Wide Field Spectroscopic Telescope produrrà scienza di punta e trasformativa, e permetterà di affrontare temi e domande scientifiche rilevanti riguardanti la cosmologia; la formazione, l’evoluzione, arricchimento chimico delle galassie (inclusa la Via Lattea); l’origine di stelle e pianeti; l’astrofisica che studia eventi transienti o variabili nel tempo; l’astrofisica-multimessaggera», aggiunge Sofia Randich.
Lo studio concettuale, finanziato grazie ai fondi del programma Horizon Europe, affronterà tutti gli aspetti rilevanti necessari per avere un quadro completo: il disegno del telescopio e degli strumenti che verranno installati a bordo, l’individuazione del sito in Cile dove collocare il telescopio stesso, l’ulteriore definizione dei casi scientifici, la predisposizione di un survey plan insieme allo sviluppo di un modello operativo per il telescopio, schemi e idee innovative per l’analisi dei dati acquisiti, con lo scopo di massimizzare il ritorno scientifico.
Lo studio concettuale presterà particolare attenzione alla sostenibilità ambientale, uno dei criteri che guiderà le scelte tecnologiche e si svilupperanno soluzioni che permetteranno di mitigare le principali fonti di emissione di anidride carbonica. L’impatto ambientale previsto sia in fase di costruzione, che in fase di operatività di Wst sarà documentato in dettaglio alla fine dello studio.
Nel futuro prossimo, l’Eso aprirà una call for ideas per valutare i progetti più innovativi e promettenti dal punto di vista scientifico su cui investire dopo la realizzazione di Elt, la cui prima luce è prevista nel 2028. Se approvato, il Wst diventerebbe la prossima grande infrastruttura dell’Eso con il potenziale per affrontare questioni astrofisiche dal carattere rivoluzionario dal 2040 in poi.
