RAGGIUNTO IL LIMITE TEORICO DI RISOLUZIONE DI LBT

Quattro milionesimi di grado di separazione

Utilizzando lo strumento precursore di Shark-Vis al Large Binocular Telescope, un team dell’Inaf di Roma ha ottenuto una fra immagini dirette a più alta risoluzione angolare mai acquisite finora nel visibile, riuscendo a separare le due componenti della binaria Alpheratz, che distano solo 16 millesimi di secondo d’arco l’una dall’altra

Riquadro A (in alto a sx): prima ricostruzione dell’immagine di Alpha Andromedae dopo la correzione delle micro-vibrazioni residue. Riquadro B (in alto a dx): seconda ricostruzione dell’immagine dopo la rimozione dei residui della turbolenza atmosferica. Riquadro C (n basso): ingrandimento che mostra la misura della posizione dopo la sottrazione della stella primaria (croce bianca). Il centro della stella secondaria (croce nera nel cerchio tratteggiato) è compatibile con la posizione prevista (quadratino blu) lungo l’orbita (ellisse in celeste). Crediti: Rnaas / M. Mattioli et al., 2019

Secondo la teoria un telescopio con uno specchio di quasi 8 metri e mezzo, come il Large Binocular Telescope (Lbt) in Arizona, dovrebbe raggiungere una risoluzione angolare tra i 13 e i 19 millesimi di secondo d’arco, rispettivamente osservando in luce blu o in luce rossa: in parole semplici, vuol dire che questo telescopio dovrebbe riuscire a vedere un oggetto di 35 metri sulla superficie lunare, o distinguere due stelle separate da appena un centomillesimo del diametro apparente della Luna piena. Finora, tuttavia, questa altissima risoluzione non era mai stata raggiunta, per via della degradazione delle immagini causata dalla turbolenza dell’atmosfera e dalle inevitabili micro-vibrazioni del telescopio. Per correggere questi effetti, negli ultimi anni il telescopio Lbt è stato dotato di una innovativa tecnologia di ottica adattiva, sviluppata dagli astronomi dell’Inaf, che modificando la forma dello specchio secondario del telescopio dalle 400 alle 900 volte al secondo è in grado di rimuovere gran parte di questa degradazione delle immagini. Ma nonostante l’ottica adattiva di Lbt sia tra le più performanti al mondo, la risoluzione che si raggiunge in luce visibile resta ancora circa 2-3 volte inferiore a quella teorica, per via dei residui di turbolenza e vibrazione che permangono comunque nel sistema.

Queste difficoltà potrebbero presto venire superate grazie allo strumento Shark-Vis, attualmente in costruzione all’Osservatorio astronomico dell’Inaf di Roma. «Shark-Vis riuscirà a raggiungere la risoluzione teorica di Lbt nel visibile grazie alla tecnica del fast imaging, basata su una ripresa video ad altissima velocità», promette a Media Inaf Fernando Pedichini, responsabile del progetto. «Un vero e proprio slow motion da mille immagini al secondo, che consentirà di seguire la rapidissima evoluzione dei residui di vibrazione e turbolenza in tempo reale». 

«Il filmato così prodotto» continua Gianluca Li Causi, responsabile del processamento dei dati, «verrà analizzato da algoritmi ad hoc, come lo speckle-free imaging, in grado di riconoscere ed eliminare ogni singolo residuo della turbolenza atmosferica, producendo così un’immagine finale ripulita da ogni disturbo».

Nell’ambito dell’attività che porterà all’implementazione di Shark-Vis su Lbt entro il 2019, Massimiliano Mattioli, project manager del team, ha recentemente montato sul telescopio una versione semplificata dello strumento finale. «Con questo precursore di Shark-Vis», spiega il ricercatore, «abbiamo testato le nostre tecniche di acquisizione veloce, per dimostrare che queste incredibili performance non sono solo parole. E in effetti siamo riusciti a risolvere un sistema di due stelle separate di soli 16 millesimi di secondo d’arco mai distinte prima con immagini dirette – le due componenti di Alpha Andromedae –  raggiungendo il limite teorico di risoluzione angolare del telescopio”.

I risultati, pubblicati la settimana scorsa dal team di Shark-Vis su Research Notes of the American Astronomical Society, mostrano chiaramente una seconda stella a sudest della stella principale, già intuibile dopo la sola correzione delle vibrazioni (riquadro A nella figura in alto) e pienamente distinguibile dopo la rimozione del residuo atmosferico con la tecnica speckle-free imaging (riquadro B). La posizione della stella secondaria, misurata accuratamente sottraendo l’immagine della primaria (riquadro C), coincide con la posizione prevista dall’orbita, già conosciuta grazie a tecniche indirette di spettroscopia e interferometria, confermando così il grande potenziale dell’approccio fast imaging di Shark-Vis per il raggiungimento di risoluzioni angolari mai raggiunte fino a ora con immagini dirette.

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