Astronomia: un nuovo strumento per cercare l’acqua nell’Universo

Lo strumento sarà in grado di rivelare i deboli segnali emessi dall’acqua e da altre molecole nella Via Lattea

Un nuovo strumento, montato sul telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment) da 12 metri di diametro, a 5000 metri sul livello del mare nelle Ande cilene, ci offre una nuova finestra sull’Universo, finora inesplorata. Lo strumento SEPIA (Swedish–ESO PI receiver for APEX) – rende noto l’ESO – sarà in grado di rivelare i deboli segnali emessi dall’acqua e da altre molecole nella Via Lattea, in altre galassie vicine e nell’Universo primordiale.

Installato all’inizio dell’anno su APEX, SEPIA [1] è sensibile alla luce di lunghezza d’onda che va da 1,4 a 1,9 millimetri [2]. Le condizioni osservative eccezionali dell’arida piana di Chajnantor nel nord del Cile fanno sì che, anche se questo intervallo di lunghezze d’onda viene bloccato dal vapor acqueo contenuto nell’atmosfera nella maggior parte dei siti osservativi al mondo, SEPIA possa comunque rivelare i deboli segnali che provengono dallo spazio.

Questa regione dello spettro elettromagnetico è molto interessante per gli astronomi poiché vi si trovano i segnali emessi dall’acqua nello spazio. L’acqua è un indicatore importante di molti processi astrofisici, tra cui la formazione delle stelle, e si pensa che giochi un ruolo fondamentale nell’origine della vita. Studiare l’acqua nello spazio – nelle nubi molecolari, nelle zone di formazione stellare e anche nelle comete all’interno del Sistema Solare – dovrebbe fornire indizi critici sul ruolo dell’acqua nella Via Lattea e nella storia della Terra. Inoltre, la sensibilità di SEPIA lo rende uno strumento molto efficace per rivelare il monossido di carbonio e il carbonio ionizzato nelle galassie dell’Universo primordiale.

Il nuovo ricevitore SEPIA è stato usato per alcuni test astronomici su APEX durante il 2015. Ricevitori identici verranno installati sulle antenne di ALMA. I risultati del nuovo rivelatore montato su APEX hanno dimostrato che sta funzionando bene. Dopo questa verifica, SEPIA viene reso disponibile per tutta la comunità scientifica, tutti gli astronomi quindi possono richiedere osservazioni con SEPIA.

“Le prime misure con SEPIA su APEX mostrano che stiamo veramente aprendo una nuova finestra, che comprende la possibilità di osservare l’acqua nello spazio interstellare – SEPIA darà agli astronomi la possibilità di cercare oggetti che si potranno seguire con alta risoluzione spaziale quando gli stessi ricevitori saranno operativi su tutta la schiera di ALMA“, commenta John Conway, direttore dell’Osservatorio Spaziale di Onsala, Chalmers University of Technology in Svezia.

Così come il cielo buio è essenziale per vedere gli oggetti deboli in luce visibile, un’atmosfera molto secca è necessaria per catturare i segnali dell’acqua dal cosmo a lunghezze d’onda maggiori. Ma le condizioni di bassa umidità non sono l’unico requisito: i rivelatori devono anche essere raffreddati alla temperatura molto bassa di -269 C – appena 4 gradi sopra lo zero assoluto – per poter funzionare. Recenti sviluppi tecnologici hanno reso possibili e pratici da costruire questo tipo di rivelatori.

APEX, una collaborazione tra il Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR), l’Onsala Space Observatory (OSO) e l’ESO, è il più grande telescopio submillimetrico ad antenna singola nell’emisfero australe e si basa su un’antenna prototipo costruita per il progetto ALMA.

Note
[1] SEPIA, acronimo di “Swedish ESO PI receiver for APEX”, è stato progettato e costruito dal gruppo Group for Advanced Receiver Development (GARD) dell’Onsala Space Observatory all’Università Chalmers University of Technology in Svezia, con il sostegno di ESO. SEPIA può ospitare tre ricevitori, uno dei quali è attualmente installato. La cartuccia per i ricevitori era stata originariamente sviluppata e verificata per la Banda 5 di ALMA, nell’ambito del programma quadro FP6 della Commissione Europea (ALMA Enhancement). L’ESO ha prodotto l’oscillatore locale mentre l’elettronica a temperatura ambiente è stata costruita dall’NRAO (ann15059).

“Sepia” è anche un colore con molti collegamenti con l’acqua. La tonalità bruno-rossastra, caratteristica dei pigmenti raccolti dagli esemplari del genere Sepia (abbondanti sia nella acque della Svezia che del Cile) è stato usato fin dai tempi antichi negli inchiostri, mentre il viraggio seppia è un modo ben noto per garantire una maggior durata alle stampe fotografiche.

[2] Frequenze tra 158 e 211 GHz.