NUOVE OTTICHE ADATTIVE PER LO STUDIO DEL SOLE

Tre specchi è meglio di uno

Un innovativo sistema di ottiche adattive multiconiugate, che utilizza tre specchi deformabili per correggere le aberrazioni introdotte dal tremolio dell'atmosfera, ha consentito di ottenere immagini della superficie solare con un campo di vista corretto tre volte più ampio rispetto al sistema a specchio deformabile unico. Installato al New Solar Telescope in California, è l'apripista dei sistemi che renderanno ancora più potenti i telescopi solari di prossima generazione

 

Clear, un innovativo strumento ottico sviluppato per correggere la distorsione alle immagini prodotta da strati multipli di turbolenza atmosferica, è entrato in funzione al telescopio solare da 1.6 metri del Big Bear Solar Observatory (BBSO), situato in California ma gestito dal New Jersey Institute of Technology.

Si tratta di un sistema di ottica adattiva multiconiugata (multi-conjugate adaptive optics, MCAO), che utilizza tre specchi deformabili per compensare lo “sfarfallio” indotto dalla turbolenza atmosferica. La forma degli specchi viene finemente modellata in tempo reale da un computer che analizza la luce in arrivo attraverso un sistema di fotocamere ultra veloci che produce  più di 2000 fotogrammi al secondo. Il sistema è chiamato multiconiugato perché ciascuno dei tre specchi corregge il fascio di luce proveniente da una diversa altitudine al di sopra del telescopio, vicino al suolo e a circa 5 e circa10 km, sommando poi le tre immagini.

In un articolo appena pubblicato su Astronomy & Astrophysics, la collaborazione internazionale che ha sviluppato Clear rende pubbliche le immagini del Sole ottenute, rilevando come il nuovo sistema MCAO abbia triplicato le dimensioni del campo di vista corretto ora ottenibile con la tecnologia dell’ottica adattiva “semplice”, che impiega un singolo specchio deformabile per correggere le immagini.

Immagini recenti tratte da Big Bear Solar Observatory di una ampia regione della superficie del Sole, di circa 37 mila chilometri, rappresentano una vetrina in tempo reale di osservazione chiara dei fenomeni solari. Crediti: Big Bear Solar Observatory

«Il guadagno di utilizzare tre specchi deformabili invece di uno è facilmente visibile. Le immagini sono nitide in una zona molto più ampia», dice Dirk Schmidt, ricercatore presso il National Solar Observatory (NSO) e primo autore dell’articolo che descrive la ricerca. «Dopo molti anni di sviluppo, questo è un traguardo importante per la nuova generazione di ottiche adattive solari».

«Per comprendere le dinamiche fondamentali del Sole, come l’origine delle tempeste solari, abbiamo bisogno di raccogliere dati da un più ampio campo di vista», dice Philip Goode del New Jersey Institute of Technology. «La correzione per più livelli di turbolenza nell’atmosfera è un vero tour-de-force ingegneristico», commenta Peter Kurczynski, direttore del programma di scienze astronomiche alla NSF, che ha finanziato la ricerca. «Questo studio dimostra che la tecnologia è di fondamentale importanza per gli osservatori di prossima generazione e migliorerà la nostra comprensione del Sole».

Le ricadute scientifiche dovrebbero essere a più livelli, a partire da una visione più chiara e più completa dell’attività solare. «Queste ricerche sembrano distanti dai bisogni quotidiani, ma in realtà è solo grazie a queste nuove tecnologie che siamo in grado di prevedere tempeste solari, la cui intensità puo’ danneggiare i satelliti per le comunicazioni, mettere knock out i sistemi GPS, spegnere luci, computer e telefoni in milioni di abitazioni e aziende», osserva Andrew Gerrard, direttore del Center for Solar-Terrestrial Research al New Jersey Institute of Technology, che gestisce il BBSO.

«Il sistema fornisce una piattaforma sperimentale essenziale per lo sviluppo di tutto il campo di adattamento ottico per le osservazioni solari, e funge da apripista per i sistemi di ottica adattiva sul futuro telescopio solare da 4 metri DKIST, Daniel K. Inouye Solar Telescope, il cui regolare funzionamento è previsto nel 2020 alle Hawaii», osserva infine Thomas Rimmele, direttore del progetto DKIST.