TRACCIA IN UN COLPO SOLO VISIBILE E INFRAROSSO

Caccia a nuovi mondi, un supersegugio al Tng

Completata con successo una prima parte di verifiche sul nuovo strumento GIARPS, che entrerà in funzione al Telescopio Nazionale Galileo, alle Canarie, a partire dalla prossima primavera. Sarà il primo strumento al mondo in grado di fornire spettri ad alta risoluzione con una banda spettrale molto estesa, dal visibile all’infrarosso, in una singola esposizione

Il Telescopio Nazionale Galileo. Crediti: Giovanni Tessicini / INAF

Il Telescopio Nazionale Galileo. Crediti: Giovanni Tessicini / INAF

Sarà disponibile dalla prossima stagione primavera-estate 2017, ma sta già sfilando sull’esclusiva passerella scientifica dove gli addetti ai lavori possono prenotare un po’ del suo prezioso tempo. Si tratta di GIARPS, un nuovo strumento per il Telescopio Nazionale Galileo (TNG), alle Canarie.

In realtà GIARPS è una sorta di offerta speciale “due per uno” molto conveniente. Per scoprire perché, occorre accennare alla  speciale tecnica di osservazione, detta delle velocità radiali, che negli ultimi 20 anni ha permesso di scoprire e determinare le caratteristiche fisiche di molti pianeti extrasolari. Questa tecnica, che permette di individuare – pur senza vederli direttamente – pianeti orbitanti intorno a stelle lontane da noi anche centinaia di anni luce, si basa sul fatto che quando una stella ospita un sistema planetario è soggetta a perturbazioni, rilevabili come oscillazioni nel suo moto. Tali ondeggiamenti possono essere rilevati mediante spettrografi, misurando lo spostamento delle righe spettrali nella luce ricevuta dalla stella.

Con l’installazione dello spettrografo HARPS-N, avvenuta nel 2012, il TNG è diventato uno dei centri di ricerca chiave per questo tipo di studi, assieme all’osservatorio dell’ESO in Cile che ospita il gemello HARPS. Anche se gli spettrografi HARPS sono tuttora gli strumenti più precisi al mondo per misurare le velocità radiali, possiedono comunque delle limitazioni intrinseche, dovute alla banda spettrale in cui operano: la luce visibile. I processi che avvengono su stelle caratterizzate da forte attività, come le stelle giovani, sono infatti in grado di falsare le misure di velocità radiale, creando un “rumore” che può coprire o addirittura mimare i segnali planetari, rendendo difficoltosa o erronea la loro interpretazione. Sul Sole, questi fenomeni sono visibili come macchie e facole.

Per poter studiare questi oggetti problematici, la soluzione è quella di spostarsi in altre bande spettrali, ad esempio quella del cosiddetto vicino infrarosso (NIR, near infrared). Proprio la banda di frequenze in cui lavora GIANO, altro spettrografo in funzione al TNG da quasi due anni. Poiché nel vicino infrarosso il livello di attività stellare è molto inferiore rispetto all’ottico, il rumore risulta mitigato e non influisce così negativamente nella misura della velocità radiale. Inoltre, questa banda di frequenze è molto più adatta per l’osservazione di oggetti relativamente freddi e generalmente poco luminosi nell’ottico, come le ormai famose stelle nane rosse. Attorno a stelle di questo tipo sono stati scoperti pianeti extrasolari molto interessanti, come GJ 536 b, l’ultima super Terra scovata grazie ad HARPS-N.

Brindisi finale nella sala di controllo del TNG tra i componenti del team GIARPS presenti alla sessione di verifiche di novembre. Al centro, il responsabile di progetto Riccardo Claudi. Crediti: GIARPS team

Brindisi finale nella sala di controllo del TNG tra alcuni dei componenti del team GIARPS presenti alla sessione di verifiche di novembre. Da sx a dx, Serena Benatti, Francesca Ghinassi, Nicoletta Sanna, Andrea Tozzi, Riccardo Claudi, Nauzet Hernandez, Adriano Ghedina, Ernesto Oliva. Crediti: GIARPS team

Ottico e infrarosso sono quindi due bande spettrali complementari, ognuna in grado di dare il proprio contributo alla ricerca dei pianeti extrasolari ma anche a molti altri campi dell’astrofisica. Per questo motivo, un composito gruppo di ricerca, guidato da Riccardo Claudi dell’INAF di Padova, ha proposto di usare simultaneamente i due spettrografi del TNG, GIANO ed HARPS-N, dando vita così al progetto GIARPS, finanziato dal progetto premiale WOW (A Way to Other Worlds) del MIUR.

Da circa due anni il team GIARPS sta lavorando per la realizzazione di tale strumento, che si è concentrata soprattutto su modifiche importanti dello spettrografo GIANO, necessarie per poter lavorare in contemporanea con HARPS-N. Proprio in questi giorni, al TNG si sta effettuando il secondo commissioning di GIARPS, il processo di verifica tecnico-scientifica di GIANO nella sua nuova configurazione.

«Il commissioning è sempre un lavoro duro e complicato», commenta Riccardo Claudi a Media INAF dalla sala di controllo del TNG, «che richiede una grande disponibilità da parte di tutta la squadra sopportando e superando le piccole discrepanze. Il lavoro di tutti è stato premiato dal primo spettro ottenuto!».

La caratteristica saliente di GIARPS, sottolineano i ricercatori, è di essere il primo strumento al mondo in grado di fornire spettri ad alta risoluzione con una banda spettrale molto estesa (da 0.383 a 2.45 μm) in una singola posa.

Un primato che GIARPS non vedrà intaccato per un certo tempo. «Per diversi anni, almeno fino all’installazione di NIRPS nell’emisfero sud, ovvero il braccio infrarosso di HARPS», spiega Emilio Molinari, direttore del TNG, «questa possibilità sarà garantita solamente al Telescopio Nazionale Galileo».

Per sapere com’è fatto e come funziona il TNG guarda il video su INAF TV: