È l’immagine ad altissima risoluzione del flusso di plasma ad alta energia espulso dai dintorni del buco nero supermassiccio J0123+3044 il primo prodotto scientifico di una nuova partnership nel campo del Vlbi, l’interferometria a lunghissima base: una tecnica radioastronomica che consente a più antenne di lavorare all’unisono per arrivare a livelli di dettaglio paragonabili a quelli che si otterrebbero con un unico radiotelescopio grande quanto la massima distanza – la lunghissima linea di base, appunto – fra le singole antenne.
Immagini dei getti di particelle ad alta energia, visibili a lunghezze d’onda radio, espulsi dal buco nero supermassiccio J0123+3044. A sinistra, l’immagine ottenuta con il solo array Evn, a destra con l’inclusione di MeerKat. La combinazione dei due array di radiotelescopi ha consentito di decifrare la struttura del getto con maggiore sensibilità e risoluzione – fino a circa due millisecondi d’arco, come si può vedere dall’ellissi in bianco in basso a sinistra del secondo grafico. Crediti: Jive, Sarao
A realizzare l’impresa – che ha richiesto in tutto 12 ore di osservazioni e il cui prodotto possiamo ammirare nell’immagine qui sopra a destra – è stata un’inedita collaborazione, come dicevamo, fra la rete europea Evn (European Vlbi Network) e l’array sudafricano di radiotelescopi MeerKat.
Costruito e gestito da Sarao, l’Osservatorio radioastronomico del Sudafrica, MeerKat è stato inaugurato nel 2018 e da allora è diventato uno strumento di punta per le scoperte astronomiche. È composto da 64 parabole, ciascuna di 13,5 metri di diametro, distribuite su un’area di otto km. Quanto all’Evn, attualmente la rete di radiotelescopi più sensibile al mondo, grazie alla sua baseline lunga fino a novemila km (la rete, come illustra l’infografica qui sotto, comprende infatti anche un’antenna in Sudafrica e altre in Asia) permette di compiere osservazioni scientifiche con una risoluzione nell’ordine dei millisecondi d’arco. La nuova partnership tra le due infrastrutture porterà a entrambe enormi benefici.
«La rete europea ha un nucleo di numerosi radiotelescopi all’interno del nostro continente, ma per raggiungere prestazioni migliori in termini di precisione dei dettagli studiati», spiega infatti a Media Inaf Marcello Giroletti, ricercatore all’Inaf di Bologna e rappresentante Inaf nel board dei direttori dell’Evn, «necessita di partner a distanze maggiori di quelle raggiungibili nel nostro piccolo continente. Da molti anni ci sono collaborazioni con antenne in estremo oriente (Cina, Corea, Giappone), abbiamo collaborato con il grande radiotelescopio di Arecibo a Portorico fino a quando è stato in funzione, e da molti decenni anche con una “piccola” antenna in Sudafrica, il radiotelescopio di 26 metri di diametro di Hartebeestoek, vicino a Johannesburg. Poter affiancare a quest’ultima le 64 antenne di MeerKat ha suscitato l’interesse della rete europea per la possibilità che queste offrono di raggiungere una grande sensibilità, così da ottenere dettagli molto precisi anche per sorgenti molto deboli».
Infografica con i radiotelescopi della rete Evn (nei circoletti bianchi) e delle antenne dei MeerKat (in basso). A sinistra, le due immagini dei getti del buco nero ottenute dalla rete Evn senza (in alto) e con (in basso) il contributo di MeerKat. Crediti: Benito Marcote/Jive, Sarao, Paul Boven, Nasa Visible Earth
«Ed è solo un antipasto di quello che potremo fare quando MeerKat verrà integrato all’interno di Skao», aggiunge Giroletti. MeerKat è infatti il precursore dell’array a media frequenza, attualmente in costruzione in Sudafrica, dello Square Kilometre Array Observatory (Skao, appunto). Questo rende MeerKat un apripista fondamentale per progetti e collaborazioni future, e la partnership con l’Evn pone le basi per la futura realizzazione di Ska-Vlbi.
Tornando alle osservazioni condotte insieme alle antenne europee, i due siti sudafricani – MeerKat e il radiotelescopio di Hartebeesthoek – hanno fornito le due baseline nord-sud più lunghe, determinando così la risoluzione angolare raggiunta dell’array interferometrico, pari a circa due millisecondi d’arco. Senza dimenticare che l’eccezionale sensibilità di MeerKat ha avuto un ruolo dominante nel determinare la risoluzione delle immagini più profonde.
«L’ingresso di MeerKat ha consentito di combinare risoluzione e sensibilità», sottolinea Giroletti a questo proposito. «Per ogni sorgente molto compatta e debole, l’inclusione di MeerKat nella rete Evn sarà decisiva. Penso naturalmente al caso dei transienti, come ad esempio le controparti di sorgenti di onde gravitazionali, che sono molto deboli, sfuggenti ed estremamente compatte. E anche allo studio di oggetti molto lontani, e quindi situati nell’universo giovane, che ci permetteranno di comprendere meglio alcuni aspetti attualmente molto dibattuti della cosmologia».
Guarda la voce video sull’interferometria dell’Alfabeto cosmico su MediaInaf Tv:
Per saperne di più:
- Leggi la press release (in inglese) di Jive, il Joint Institute for Vlbi Eric