ALMA
Alla ricerca delle nostre origini cosmiche
Sulle desolate alture dell'altopiano Chajnantor, nelle Ande cilene.
Uno dei più ostili ambienti sulla Terra.
In mezzo a vulcani ...
Altopiani desertici ...
E venti pungenti ...
ALMA — l'Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array — è pronto.
Gli astronomi e gli scienziati di tutto il mondo
impazienti hanno atteso questo momento per decenni.
ALMA è il più grande progetto astronomico del pianeta.
Ma non è un telescopio convenzionale.
Non raccoglie e analizza la luce visibile
ma osserva un'altra regione dello spettro, in larga parte ancora inesplorata.
Aprendo una nuova finestra sul cosmo,
ALMA esplora una delle ultime frontiere dell'astronomia — l'universo freddo e lontano.
In cerca di risposte ad alcune delle più profonde domande sulle nostre origini cosmiche.
Come nascono le stelle e i pianeti?
Come si sono formate le prime galassie?
L'altopiano di Chajnantor, nel nord del Cile.
Nonostante i 5000 metri di altitudine lascino — letteralmente — senza fiato,
ALMA è sbocciato come un fiore.
Nel corso degli ultimi anni,
più di 50 antenne sono state installate sull'altopiano desertico.
ALMA è un telescopio unico, un gigante costruito tramite la collaborazione
fra Europa, nord America e Asia orientale, in cooperazione con il Cile.
Sessantasei antenne all'avanguardia osserveranno l'universo
alle lunghezze d'onda millimetriche e sub-millimetriche
— più di mille volte la lunghezza d'onda della luce visibile.
Questa luce ci raggiunge da alcuni dei più freddi
e più distanti oggetti dell'universo.
Il vapore acqueo atmosferico scherma
questi deboli sussurri di un universo nascosto,
quindi per poterli raccogliere dobbiamo recarci in siti molto alti e aridi
— come Chajnantor.
La nascita di ALMA
Le origini del progetto ALMA risalgono ad alcuni decenni fa.
Gli scienziati europei, del nord America e dell'Asia orientale
avevano sviluppato indipendentemente tre nuovi concetti di grandi telescopi
adatti ad osservazioni nel millimetrico e sub-millimetrico.
Alla fine queste tre idee confluirono in un unico progetto.
Grandi risultati scientifici richiedono grandi collaborazioni.
Più paesi insieme possono ottenere ciò che sarebbe impossibile ad una sola nazione.
Il tutto è maggiore della somma delle parti.
Il progetto ALMA è nato!
Trovare il sito adatto
Questo nuovo telescopio aveva bisogno di una casa,
e la scelta cadde su Chajnantor.
Ogni aspetto del sito, dal lato astronomico a quello meteorologico,
fu verificato accuratamente, e l'atmosfera monitorata su base giornaliera
In conclusione: Chajnantor era il posto perfetto per ALMA.
Tracciare nuovi sentieri
La costruzione è iniziata nel 2003 con i lavori di movimento terra
per il sito operativo della schiera di ALMA.
Qui a 5000 metri sul livello del mare, le condizioni
sono dure e mettono alla prova.
Forti venti.
Basse temperature.
Intensa radiazione ultravioletta.
E un'atmosfera estremamente rarefatta.
Così rarefatta che le persone hanno bisogno di ossigeno per lavorare
e devono sottoporsi a rigorosi controlli medici.
Costruzione degli strumenti
La costruzione delle antenne per ALMA è stata suddivisa
fra i tre partner del progetto.
Tre prototipi furono controllati in un apposita struttura di test per ALMA,
al sito del Very Large Array, in USA.
Le 66 antenne poste sull'altopiano sono una parte cruciale di ALMA.
Le ampie parabole raccolgono deboli onde millimetriche provenienti dallo spazio.
Queste antenne sono davvero all'avanguardia.
Hanno superfici lavorate con un'accuratezza superiore allo spessore di un foglio di carta.
Si muovono in modo così preciso da scovare una palla da golf lontana 15 km.
E devono resistere alle intemperie di Chajnantor!
25 antenne sono state consegnate dall'European Southern Observatory,
25 dall'Osservatorio Nazionale di RadioAstronomia degli Stati Uniti d'America,
e 16 dall'Osservatorio Astronomico Nazionale giapponese.
Con uno sforzo davvero collettivo,
i componenti delle antenne sono stati costruiti in diversi posti nel mondo,
spediti in Cile per l'assemblaggio
e infine controllati nella struttura di supporto alle operazioni (OSF),
pronti per la prima osservazione del cielo.
Collegare le prime antenne
Poco dopo la messa in posa della prima antenna di ALMA
due antenne sono state collegate con successo.
I rivelatori di ciascuna antenna registrano le più sottili sfumature
dei deboli segnali raccolti dalle parabole.
Questi rivelatori sono i più sensibili del loro tipo
e sono raffreddati tramite elio
a soli quattro gradi sopra lo zero assoluto.
Raggiungere nuovi obiettivi
La prima antenna è completata e viene trasportata
verso il sito operativo dell'array.
Due veicoli da trasporto appositamente costruiti — Otto e Lore —
spostano le antenne da 100 tonnellate.
Otto risale con attenzione la strada tortuosa,
Trasportando l'antenna ad alta tecnologia
fino a destinazione, sull'altopiano.
In poco tempo molte altre antenne si sono aggiunte alla prima.
Migliore delle aspettative
Le prime osservazioni furono eseguite
con due e poi tre antenne contemporaneamente.
Test chiave per l'ALMA array.
Tutti passati a pieni voti!
Le lunghezze d'onda millimetriche e sub-millimetriche
forniscono agli astronomi una visione unica dell'universo.
Ma per ottenere le immagini cristalline di cui gli astronomi hanno bisogno,
un telescopio di una sola parabola dovrebbe avere
un diametro di chilometri (impossibile da realizzare)!
Invece ALMA utilizza 66 antenne separate
che possono essere distribuite nella pianura
separate tra loro fino a 16 chilometri l'una dall'altra.
Le antenne sono collegate tra loro e i segnali combinati.
Il risultato: un telescopio gigante grande quanto l'intera schiera,
capace di osservare con sensibilità e risoluzione senza precedenti.
Per dare un senso a questi intricati segnali
c'è bisogno dei supercomputer più ad alta quota del mondo.
Con 134 milioni di processori,
capaci di 17 biliardi di operazioni al secondo
— tante quanto il più veloce supercomputer del mondo —
il correlatore di ALMA, a Chajnantor,
combina e confronta i segnali di ogni antenna.
Mano a mano che le antenne arrivano sul Chajnantor,
la struttura di supporto alle operazioni (OSF), il centro di controllo dell'osservatorio,
prende forma a una più ospitale altitudine di 2900 metri.
Il sito è affollato e attivo giorno e notte.
Per gestire il telescopio.
Per i test e la manutenzione delle antenne e altro equipaggiamento.
E come seconda casa per i tecnici ALMA
durante i turni diurni o notturni all'osservatorio.
Gli uffici centrali a Santiago
Nella capitale della nazione ospite, il Cile,
sono stati costruiti gli uffici centrali di ALMA.
Qui lavora lo staff tecnico, scientifico e amministrativo
del Joint ALMA Office.
Dimostrare l'eccellenza
Ancora prima che la costruzione terminasse,
sono iniziate le prime osservazioni scientifiche
con una schiera ridotta di antenne.
ALMA ha aperto gli occhi!
Migliaia di scienziati nel mondo
si sono dati da fare per essere i primi fortunati utenti della struttura.
Anche con sole 16 antenne
ALMA era già il più potente telescopio del suo genere.
Le prime osservazioni scientifiche hanno soddisfatto tutte le aspettative.
Le Antenne,
una coppia di galassie in collisione, dalla forma marcatamente distorta.
La luce visibile ci mostra le stelle nelle galassie,
ma ALMA ci rivela le fredde e dense nubi di gas
da cui le nascono le stelle.
Il cuore della galassia peculiare Centaurus A.
ALMA scruta attraverso i filamenti di polvere che ne oscurano il centro.
Uno sguardo alla vicina stella Fomalhaut fornisce indizi
su come si formano ed evolvono i sistemi planetari.
Granelli di polvere cosmica, trovati intorno ad una nana bruna,
suggeriscono che i pianeti rocciosi
potrebbero essere ancora più comuni di quanto pensassimo.
Molecole di zuccheri, individuate per la prima volta
attorno a una giovane stella simile al Sole:
i mattoni per la vita al posto giusto, al momento giusto,
pronti a far parte di pianeti neonati, in formazione attorno alla stella.
Una inaspettata struttura a spirale nel materiale intorno alla stella R Sculptoris
ha rivelato i segreti di questa stella morente.
Lunghi filamenti di gas
scorrono in una lacuna
nel disco di materia intorno a una giovane stella.
Un momento chiave per la nascita di pianeti giganti,
osservato per la prima volta.
E tutto questo ancora prima che la schiera di antenne fosse completata!
Verso nuovi orizzonti
L'inaugurazione di ALMA celebra la sua maturita'.
Il viaggio è stato lungo.
ALMA è cresciuto da un'idea,
a un progetto costruttivo,
fino a diventare un osservatorio pienamente operativo
e una collaborazione scientifica globale.
Nella placida e solitaria bellezza del deserto di Atacama, in Cile,
ALMA è pronto per il futuro.
Utilizzando questo meraviglioso telescopio
gli astronomi mondiali scruteranno in profondità
fra i segreti più nascosti del cosmo.
Alla ricerca delle nostre origini cosmiche!
ALMA
A tutti coloro che sono spinti dalla curiosità verso le più profonde domande.
Trascrizione di ESO; traduzione Matteo Brogi / Leiden Observatory & Marco Vanadia / Libera Scienza