COORDINATE GEODETICHE CON QUASAR E VLBI

Il Sardinia Radio Telescope “prende posizione“

Altro che Gps: grazie a un esperimento osservativo dell’Evn (lo European Vlbi Network), l’Inaf e la comunità scientifica internazionale hanno determinato la posizione del grande radiotelescopio sardo con un margine di precisione di 20 millimetri sull’asse verticale e di soli 2 millimetri sul piano

Ubicazione delle stazioni che hanno preso parte al progetto. Crediti: Evn

Una collaborazione internazionale ha visto undici radiotelescopi dello European Vlbi Network (Evn) osservare per 24 ore un gruppo di quasar con l’obiettivo di determinare le coordinate geodetiche di quattro nuove antenne entrate di recente a far parte della rete. Tra queste c’era il Sardinia Radio Telescope (Srt), la grande antenna sarda, che ha dato prova di grande affidabilità.

Il progetto, intitolato “Determination of position of KVN stations and the Sardinia Radio Telescope”, è stato proposto da Sang Sung Lee (Korea Astronomy e Space Science Institute – KASI) e Leonid Petrov (Astrogeo Center), ed è nato dall’esigenza di posizionare con alta precisione, oltre al Sardinia Radio Telescope, anche le parabole di Yonsei, Ulsan e Tamna  le tre antenne che compongono il Korean VLBI Network (Kvn). Tra gli autori della proposta scientifica anche due ricercatori dell’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Cagliari, Andrea Tarchi e Franco Buffa.

Essendo l’esperimento Vlbi in modalità geodetica, si è resa necessaria una fase di test e validazione di complessi piani osservativi ad hoc, che in Sardegna è stata seguita, nei giorni precedenti le osservazioni, da Carlo Migoni e Andrea Melis, tecnologi in forze all’Inaf di Cagliari, i quali hanno anche condotto le osservazioni al sito. L’esperimento, effettuato il 26 giugno 2016 e durato per 24 ore consecutive, ha visto la partecipazione di ben 11 radiotelescopi della rete Evn che hanno osservato un gruppo di quasar, sorgenti radio particolarmente intense e la cui posizione è nota con grande accuratezza.

I dati provenienti dai telescopi coinvolti nel progetto sono stati quindi correlati, poche settimane fa, al correlatore Difx del Max Planck Institute for Radio Astronomy di Bonn, in Germania, da Alessandra Bertarini, fornendo l’informazione cercata sull’attuale posizione di Srt.

Il Sardinia Radio Telescope. Crediti: Sergio Poppi / Inaf Cagliari

L’esperimento ha quindi consentito di ottenere la posizione di Srt con un margine di precisione di 20 millimetri sull’asse verticale e di soli 2 millimetri sul piano. Un risultato di grande rilevanza e utilità, reso possibile anche da un lavoro preliminare fatto a Cagliari qualche mese prima. Proprio in previsione di questo tipo di indagini, infatti, il gruppo di site testing dell’Inaf di Cagliari, ora coordinato da Gian Luigi Deiana, e un gruppo del Dipartimento di ingegneria dell’Università di Cagliari coordinato da Giannina Sanna, avevano realizzato un sistema dedicato al rilevamento geodetico per il Sardinia Radio Telescope. Il sistema era basato sul posizionamento, alle estremità del riflettore di Srt, di due antenne Gps geodetiche, e sulla successiva rotazione alto-azimutale del paraboloide. Si è ottenuta la mappatura di un emisfero virtuale del quale è stato possibile calcolare il centro geometrico (e quindi determinare il posizionamento di Srt) con precisione centimetrica. Questo ha fornito un primo dato certo da sfruttare e confrontare nelle successive osservazioni operate col progetto guidato da Lee e Petrov, che hanno ristretto ulteriormente i margini di errore portandoli, grazie alla modalità geodetica, dal “centimetrico” al “millimetrico”.

Le osservazioni Vlbi in modalità geodetica rappresentano un importante strumento al servizio della geodesia, quella scienza che si occupa dello studio dei movimenti della Terra, ma non l’unico. Gli strumenti al servizio delle scienze geodetiche sono numerosi: il Global Navigation Satellite System (Gnss) comprende il celebre Global Positioning System (Gps) americano, il sistema russo Glonass e quello europeo Galileo. Esiste poi il sistema Satellite Laser Ranging (Slr), che prevede l’invio di segnali laser su satelliti dedicati alle misure geodetiche. A questi sistemi si deve aggiungere la rete Vlbi dei radio-telescopi usati in modalità geodetica, che contribuisce a incrementare l’accuratezza della rete geodetica internazionale in maniera determinante.

Per ventiquattro ore, dunque, il Sardinia Radio Telescope è tornato a operare nel solco della tradizione geodetica nata nel 1897 con il Servizio Internazionale delle Latitudini, uno dei primi progetti di cooperazione internazionale in ambito scientifico che la storia del mondo ricordi. Anche allora l’Italia e la Sardegna furono protagoniste: Carloforte ospitò una delle cinque stazioni astronomiche scelte in tutto il mondo per le osservazioni geodetiche attraverso telescopi zenitali. Dopo ottant’anni, nel 1979, la sede fu trasferita nel comune di Capoterra, a Poggio dei Pini, più vicino a Cagliari, dove venne usato per quasi un ventennio il sistema Slr, per poi essere trasferita definitivamente a Selargius, sede attuale dell’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Cagliari.

Una misurazione così precisa della posizione di Srt potrà in ogni caso servire in un prossimo futuro come dato di partenza per osservazioni Vlbi ancora più accurate, in particolare di astrometria, quella branca dell’astronomia che studia le distanze, le posizioni reciproche ed i movimenti dei corpi celesti più lontani.