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L'esordio di ALMA nelle osservazioni del Sole

17 Gennaio 2017

Il telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile ha prodotto nuove immagini che rivelano dettagli del Sole altrimenti invisibili, tra cui una nuova veduta del centro, scuro e contorto, di una macchia solare grande circa il doppio del diametro della Terra. Le immagini sono le prime scattate al Sole con uno strumento in cui è coinvolto l'ESO, ampliando così la gamma di osservazioni che possono aiutarci a indagare la fisica della stella più vicina a noi. Le antenne di ALMA sono state progettate appositamente in modo da poter osservare il Sole senza essere danneggiate dall'intenso calore prodotto dalla luce focalizzata.

Gli astronomi sono riusciti a sfruttare le capacità di ALMA per ottenere un'immagine della luce di lunghezza d'onda millimetrica emessa dalla cromosfera del Sole - la regione che si trova appena sopra la fotosfera, cioè la superficie visibile del Sole. L'equipe che segue questa campagna di osservazioni del Sole, un gruppo internazionale di astronomi con membri provenienti dall'Europa, America del Nord e Asia Orientale [1], ha prodotto le immagini come dimostrazione della capacità di ALMA di studiare l'attività solare con luce di lunghezze d'onda più lunghe di quelle tipicamente disponibili agli osservatori solari sulla Terra.

Gli astronomi studiano da secoli il Sole e ne indagano in molti modi la superficie dinamica e l'atmosfera energetica. Ma, per ottenere una piena comprensione del fenomeno, devono anche studiarlo in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, tra cui la zona millimetrica e sub-millimetrica in cui opera ALMA.

Poichè il Sole è molti miliardi di volte più brillante degli oggetti debolissimi che ALMA osserva normalmente, le antenne di ALMA sono state progettate appositamente per consentire loro di produrre un'immagine del Sole con dettagli minuti usando una tecnica nota come interferometria radio - che permette di evitare i danni dovuti all'intenso calore della luce solare focalizzata [2]. Il risultato di questo lavoro è una serie di immagini che dimostrano la capacità visuale unica di ALMA e la sua abilità nello studio del Sole. I dati della campagna solare osservativa verranno diffusi questa settimana a tutta la comunità astronomica internazionale, in modo da consentire ulteriori studi e analisi.

L'equipe ha osservato un'enorme macchia solare a lunghezze d'onda di 1,25 e 3 millimetri usando due bande di ricevitori di ALMA. Le immagini rivelano differenze di temperatura tra la varie parti della cromosfera solare [3]. Capire la diffusione del calore e la dinamica della cromosfera è fondamentale per le ricerche che verranno svolte in futuro con ALMA.

Le macchie solari sono strutture transienti che si formano nelle regioni in cui il campo magnetico del Sole è molto forte e concentrato. Hanno una temperatura inferiore alle zone circostanti e questo è il motivo per cui appaiono relativamente scure.

Il diverso aspetto delle due immagini è dovuto alle diverse lunghezze d'onda della luce osservata. Le osservazioni a lunghezza d'onda minore raggiungono una profondità maggiore nel Sole: le immagini a 1,25 millimetri, cioè, mostrano uno strato della cromosfera più profondo, e perciò più vicino alla fotosfera, di quelle a 3 millimetri.

ALMA è il primo strumento di cui ESO è partner a poter osservare la stella più vicina a noi, il Sole. Tutti gli altri telescopi presenti e passati dell'ESO devono invece essere protetti dall'intensa radiazione solare per evitare di essere danneggiati. Le nuove funzionalità di ALMA espandono la comunità dell'ESO a includere anche gli astronomi solari.

Note

[1] L'equipe della Campagna Solare di ALMA comprende: Shin'ichiro Asayama, Centro di support ALMA dell'Asia Minore, Tokyo, Giappone; Miroslav Barta, Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Ondrejov, Repubblica Ceca; Tim Bastian, National Radio Astronomy Observatory, USA; Roman Brajsa, Hvar Observatory, Faculty of Geodesy, University of Zagreb, Croazia; Bin Chen, New Jersey Institute of Technology, USA; Bart De Pontieu, LMSAL, USA; Gregory Fleishman, New Jersey Institute of Technology, USA; Dale Gary, New Jersey Institute of Technology, USA; Antonio Hales, Joint ALMA Observatory, Cile; Akihiko Hirota, Joint ALMA Observatory, Cile; Hugh Hudson, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow, Regno Unito; Richard Hills, Cavendish Laboratory, Cambridge, Regno Unito; Kazumasa Iwai, National Institute of Information and Communications Technology, Giappone; Sujin Kim, Korea Astronomy and Space Science Institute, Daejeon, Corea del Sud; Neil Philips, Joint ALMA Observatory, Cile; Tsuyoshi Sawada, Joint ALMA Observatory, Cile; Masumi Shimojo (responsabile dell'interferometria), NAOJ, Tokyo, Giappone; Giorgio Siringo, Joint ALMA Observatory, Cile; Ivica Skokic, Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences, Ondrejov, Repubblica Ceca; Sven Wedemeyer, Institute of Theoretical Astrophysics, University of Oslo, Norvegia; Stephen White (responsabile dell'osservazione single dish), AFRL, USA; Pavel Yagoubov, ESO, Garching, Germania e Yihua Yan, NAO, Chinese Academy of Sciences, Beijing, Cina.

[2] Questa lezione è stata impartita in modo decisamente brusco: il telescopio SEST (Swedish–ESO Submillimetre Telescope) è stato funestato da un incendio causato all'apparecchiatura dello specchio secondario quando il telescopio è stato puntato accidentalmente verso il Sole.

[3] Una mappa dell'intero disco del Sole è stata realizzata da un'antenna singola di ALMA, usando una tecnica nota come 'fast-scanning', a una lunghezza d'onda di 1,25 millimetri. L'accuratezza e la velocità di osservazione con una singola antenna di ALMA rendono possibile produrre una mappa dell'intero disco solare in pochi minuti. Queste mappe mostrano la distribuzione della temperatura nella cromosfera su tutta la superficie a bassa risoluzione spaziale e perciò completano le immagini interferometriche molto dettagliate delle singole regioni di interesse.

Ulteriori Informazioni

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS),  in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI).

La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1703.

Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso1703it
Nome:Sun, Sun spot
Tipo:Solar System : Star : Feature : Photosphere : Sunspot
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Immagini

ALMA osserva una macchia solare gigante (1,25 millimetri)
ALMA osserva una macchia solare gigante (1,25 millimetri)
ALMA osserva una macchia solare gigante (3 millimetri)
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ALMA osserva l'intero disco solare
ALMA osserva l'intero disco solare
Immagine delle superficie solare e primo piano di una macchia solare preso da ALMA
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Video

ESOcast 92 "in pillole": ALMA inizia le osservazioni del Sole
ESOcast 92 "in pillole": ALMA inizia le osservazioni del Sole
Confronto del disco solare in luce ultravioletta e luce millimetrica
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La macchia solare in luce visibile e in luce millimetrica.
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Immagini a confronto

Confronto del disco solare in luce ultravioletta e luce millimetrica
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