È QUELLO DI ASTRI, PRECURSORE DI CTA

Occhio italiano sul cielo gamma

Prototipo di un nuovo strumento per astronomia gamma, il telescopio ASTRI dell’INAF ha superato un test importante: la sua innovativa configurazione a due specchi, mai realizzata prima per uno strumento di questo tipo, ha dimostrato di poter restituire immagini con risoluzione angolare costante su un grande campo di vista

Ecco il risultato ottenuto con il telescopio ASTRI, dove si vede la stella polare osservata da più direzioni rispetto all’asse ottico dello strumento. Per un telescopio Cherenkov, a differenza di uno tradizionale, non è importante avere un’alta definizione dell’immagine. Ciò che importa è piuttosto riuscire a vedere “discretamente bene” su un campo molto più ampio di quello di uno strumento utilizzato per l’astronomia ottica, così da potere riconoscere la morfologia degli sciami di particelle responsabili dell’emissione di luce Cherenkov. Crediti: Enrico Giro, Rodolfo Canestrari, Salvo Scuderi, Giorgia Sironi, INAF di Padova, Brera e Catania

Ecco il risultato ottenuto con il telescopio ASTRI, dove si vede la stella polare osservata da più direzioni rispetto all’asse ottico dello strumento. Per un telescopio Cherenkov, a differenza di uno tradizionale, non è importante avere un’alta definizione dell’immagine. Ciò che importa è piuttosto riuscire a vedere “discretamente bene” su un campo molto più ampio di quello di uno strumento utilizzato per l’astronomia ottica, così da potere riconoscere la morfologia degli sciami di particelle responsabili dell’emissione di luce Cherenkov. Crediti: Enrico Giro, Rodolfo Canestrari, Salvo Scuderi, Giorgia Sironi, INAF di Padova, Brera e Catania

Per la prima volta in assoluto, un telescopio a due specchi e largo campo di vista di tipo Schwarzschild-Couder è stato completamente sviluppato e caratterizzato, verificandone il corretto funzionamento. Le prove tecniche sono state completate nella stazione osservativa dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Catania, alle pendici dell’Etna, e il telescopio che le ha superate a “pieni voti” è il risultato del progetto “Bandiera” ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana), finanziato dal Ministero dell’’Istruzione, Università e Ricerca (MIUR) e con fondi assegnati successivamente nella Legge di Stabilità 2015. Entrambi i programmi sono guidati da INAF per consolidare lo studio dell’Universo gamma all’interno di un più ampio progetto internazionale, ancora in fase di pre-costruzione, ovvero il Cherenkov Telescope Array (CTA). CTA sarà il più potente osservatorio per raggi gamma di altissima energia mai costruito e sarà dislocato in due siti, uno per ciascun emisfero. L’osservatorio nell’emisfero australe sarà collocato in Cile, nel deserto di Atacama (vicino ai telescopi ottici più grandi del mondo quali il VLT e l’E-ELT dell’ESO) mentre quello nell’emisfero boreale sarà installano a La Palma, nelle isole Canarie, dove c’è già il Telescopio Nazionale Galileo, oltre ai telescopi Cherenkov MAGIC. Inoltre, il “quartiere generale” che coordina le operazioni di CTA sarà ospitato a partire dall’inizio del 2017 presso la sede INAF di Bologna.

L’Istituto Nazionale di Astrofisica guida la partecipazione Italiana alla realizzazione di CTA, che comprende anche l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e un gruppo di Università, con un contributo globale superato solamente dalla Germania. Con ingenti investimenti in termini economici e di personale coinvolto, l’INAF ha fornito una soluzione tecnica originale e innovativa che ha permesso di progettare e sviluppare il prototipo appena testato, le cui repliche, solo leggermente perfezionate, andranno a costituire il primo gruppo di telescopi Cherenkov di piccola taglia in Cile, i cosiddetti Small Size Telescope (SST). Si prevede la costruzione di un gruppo tra nove e quindici di tali strumenti, tre dei quali saranno già operativi nel 2018. INAF non sarà solo in questa sfida ma lavorerà in sinergia con l’Università brasiliana di São Paulo e FAPESP (Brasile), con la North-West University (Sud-Africa). L’INFN, che è coinvolto principalmente nella costruzione dei telescopi Cherenkov di medie e grandi dimensioni, collaborerà a questo progetto studiando il sistema di comunicazione tra i diversi telescopi di piccole dimensioni che andranno a costituire l’ASTRI mini array.

Il telescopio prototipale del progetto ASTRI, con diametro di 4 metri (che lo rende attualmente il più grande telescopio a specchi nella banda del visibile sul suolo italiano), si trova nella stazione osservativa dell’INAF Osservatorio Astrofisico di Catania, a Serra La Nave, sull’Etna, dov’è stato installato nel 2014. Con il suo disegno ottico (realizzato da Paolo Conconi di INAF-Brera), basato sulla speciale configurazione a due specchi mai utilizzata in precedenza detta Schwarzschild-Couder, il telescopio ha visto la partecipazione dell’industria, soprattutto italiana. L’implementazione del telescopio, degli specchi e i test sono stati svolti da Rodolfo Canestrari, Enrico Giro, Salvo Scuderi, e Giorgia Sironi dell’INAF di Brera, Padova e Catania

Il telescopio prototipale del progetto ASTRI, con diametro di 4 metri (che lo rende attualmente il più grande telescopio a specchi nella banda del visibile sul suolo italiano), si trova nella stazione osservativa dell’INAF Osservatorio Astrofisico di Catania, a Serra La Nave, sull’Etna, dov’è stato installato nel 2014. Con il suo disegno ottico (realizzato da Paolo Conconi di INAF-Brera), basato sulla speciale configurazione a due specchi mai utilizzata in precedenza detta Schwarzschild-Couder, il telescopio ha visto la partecipazione dell’industria, soprattutto italiana. L’implementazione del telescopio, degli specchi e i test sono stati svolti da Rodolfo Canestrari, Enrico Giro, Salvo Scuderi, e Giorgia Sironi dell’INAF di Brera, Padova e Catania

Il prototipo ASTRI, già completamente qualificato dal punto di vista meccanico, è stato sottoposto a prove ottiche dalle quali è emerso che la risoluzione sul suo piano focale è costante su tutto il campo di vista. Un campo di vista assai esteso, che copre un’ampiezza angolare di ben 10 gradi, pari a venti volte il diametro apparente della Luna piena. Il telescopio ha quindi mostrato una capacità di ottenere immagini nitide rispetto ai requisiti dei telescopi Cherenkov su tutto il grande campo di vista che lo caratterizza.

«Il telescopio è stato costruito per la prima volta in assoluto con questa speciale configurazione Schwarzschild-Couder» dice Giovanni Pareschi, della sede di Brera dell’INAF e responsabile del progetto ASTRI. «Il suo nome si deve a due grandi astronomi che, per primi, all’inizio del ‘900, suggerirono questa soluzione a largo campo in grado di dare una risposta costante su tutta l’apertura del telescopio. All’epoca furono soprattutto le difficoltà tecnologiche a non permettere di realizzare questo tipo di telescopio. D’altra parte l’osservazione degli sciami tramite effetto Cherenkov, dovuti ai fotoni gamma di energia più alta, ha proprio bisogno di un campo di vista molto ampio su cui si riesca a raccogliere un numero sufficiente di eventi per interpretarne la morfologia. Non solo, è anche la prima volta che si porta a completamento un telescopio Cherenkov con la configurazione a due specchi. Il risultato appena ottenuto è molto importante perché ci permette di passare senza indugio alla fase successiva e cioè installare la camera scientifica e ottenere la prima luce Cherenkov del telescopio, prevista entro i primi mesi del 2017.»

In attesa della prima luce, quindi, L’Istituto Nazionale di Astrofisica continua a lavorare alacremente su tutti i fronti del progetto CTA: la comunità astronomica è in fermento perché entro pochi anni avrà a disposizione uno strumento senza precedenti per sondare i fenomeni più violenti che avvengono nell’Universo.

Per saperne di più:

Guarda il servizio video su INAF-TV: