Ecco le prime immagini dell’Osservatorio Vera Rubin ottenute con la camera digitale più grande mai costruita

Galassie, nebulose e asteroidi sono i protagonisti delle prime spettacolari immagini rilasciate dall'Osservatorio Vera C. Rubin, uno dei più ambiziosi progetti di astronomia mai intrapresi che prende il nome dall'astrofisica statunitense che aprì la ricerca alla materia oscura nelle galassie, scomparsa nel 2016 a 88 anni. Il nuovo osservatorio promette un nuovo approccio all'astronomia, con un un telescopio di 8,4 metri di diametro abbinato alla più grande camera digitale mai costruita (LSST Camera) da 3200 megapixel che insieme creeranno una mappa dell'intero cielo australe ogni 3-4 notti per 10 anni, producendo il più grande time-lapse del cielo notturno della storia.

Gabriele Rodeghiero, tecnologo dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), descrive in maniera impeccabile la portata di queste nuove immagini: «Il ruolo degli astronomi è quello di costruire strumenti che guardano nel buio per scoprire che in realtà questo buio è pieno di luce». L'Osservatorio Vera C. Rubin ha come obiettivi lo studio della natura della materia oscura e dell'energia oscura, il censimento degli oggetti del Sistema Solare e lo studio della popolazione di galassie nel cosmo. Grazie all'introduzione di una nuova dimensione temporale nelle osservazioni astronomiche, gli astronomi prevedono la scoperta di più di 5 milioni di nuovi asteroidi, di cui 2000 scoperti solo nei primi giorni di osservazione, centinaia di milioni di stelle variabili e decine di milioni di supernovae.

Come è fatto e dove si trova l'osservatorio Vera C. Rubin

L'Osservatorio Vera C. Rubin deve il nome all'astronoma statunitense Vera Cooper Rubin, pioniera della cosmologia osservativa e a cui si deve una delle più solide prove sperimentali circa l'esistenza della materia oscura. L'Osservatorio è localizzato sul Cerro Pachon, in Cile, a 2647 metri di altezza, uno dei migliori siti al mondo per le osservazioni astronomiche. All'interno della cupola dell'Osservatorio è racchiuso il telescopio Simonyi, il cui specchio primario ha un diametro di 8,4 metri.

La vera star dell'Osservatorio è però la LSST Camera, la più grande camera digitale al mondo, in grado di produrre immagini da 3200 Megapixel che coprono un'area in cielo grande quanto 45 lune piene. Pensate che le immagini prodotte hanno una dimensione talmente elevata che per poterle mostrare a piena risoluzione sono necessarie circa 400 televisioni in 4k. Il grande campo di vista e la risoluzione delle immagini fa si che l'Osservatorio Vera C. Rubin produca ogni notte ben 20 Terabyte di dati che vengono processati in meno di 24 ore grazie anche all'utilizzo dell'intelligenza artificiale. Questo per ogni notte osservativa del piano decennale di mappatura del cielo australe chiamato Legacy Survey of Space and Time (LSST). L'obiettivo è quello di coprire ogni 3-4 notti l'intero cielo australe per un totale di circa 800 volte nel corso della survey decennale.

Cosa mostrano le prime spettacolari immagini

Le tanto attese prime immagini rilasciate dall'osservatorio Vera C. Rubin non hanno deluso le aspettative degli astronomi e dei tanti appassionati che hanno seguito la diretta web dagli Stati Uniti. Le immagini offrono un saggio delle potenzialità del nuovo telescopio Simonyi da 8,4 metri di diametro e della varietà di indagini scientifiche che sarà possibile condurre con l'Osservatorio Vera C. Rubin.

La prima immagine rilasciata è un mosaico della regione di cielo nella parte meridionale dell'ammasso della Vergine, che rappresenta l'ammasso di galassie più vicino alla Via Lattea, a 55 milioni di anni-luce. Il mosaico è frutto della combinazione di più di 1100 immagini da 30 secondi scattate in sole 7 notti dalla più potente camera digitale al mondo, la LSST Camera. L'immagine copre una regione di cielo di circa 25 gradi quadrati in cui sono racchiuse una varietà ed un numero impressionante di oggetti. Parliamo di circa 10 milioni di galassie che rappresentano un mero 0,05% dei 20 miliardi di galassie che l'Osservatorio Vera C. Rubin scoverà durante il suo progetto decennale di mappatura del cielo australe. Nell'immagine sono presenti galassie di tutti i tipi, da spirali a ellittiche, galassie in interazione e lontani ammassi di galassie. È disponibile anche un sito web dove poter navigare il mosaico e perdervi nella bellezza degli oggetti celesti presenti in questa piccola porzione di cielo.

La seconda immagine è una vecchia conoscenza degli appassionati di astronomia. Si tratta di un mosaico da 5000 megapixel ottenuto combinando 678 immagini scattate in sole 7,2 ore di osservazione che riprendono la zona della Via Lattea contenente la Nebulosa Laguna e la Nebulosa Trifida. La prima, in rosa nell'immagine, è una zona di formazione stellare a circa 4000 anni luce di distanza dalla Terra. Al suo interno stanno nascendo nuove generazioni di stelle, con le più massicce e calde delle quali che emettono radiazione ultravioletta che illumina il gas circostante. La Nebulosa Trifida (in alto a destra) è anch'essa una regione di formazione stellare, ma più lontana della Nebulosa Laguna, a circa 5000 anni-luce dalla Terra. Ciò che la rende peculiare è la combinazione di una nebulosa a emissione rosa brillante, una nebulosa a riflessione blu fredda e scure strisce di polvere che la dividono in tre sezioni, da cui il nome "Trifida".

Le ultime due immagini sono in realtà dei brevi video che rappresentano un assaggio della scienza che l'Osservatorio Vera C. Rubin sarà in grado di produrre. In sole poche notti di osservazione, il telescopio Simonyi è stato in grado di identificare circa 2000 nuovi asteroidi, del tutto sconosciuti in precedenza. Questi oggetti sono stati scoperti confrontando immagini della stessa porzione di cielo riprese in momenti diversi della notte: gli oggetti che hanno cambiato posizione in questo breve lasso di tempo sono oggetti del Sistema Solare, come appunto gli asteroidi. Secondo le stime degli astronomi, l'Osservatorio Vera C. Rubin, nei suoi 10 anni di survey principale, scoprirà circa 5 milioni di asteroidi, quintuplicando il numero di asteroidi noti attualmente, circa 1 milione, che però sono stati scoperti nel corso di 200 anni di osservazione!

L'ultimo video mostra invece come la survey LSST rivoluzionerà la nostra conoscenza degli oggetti variabili. Si tratta di oggetti la cui luminosità varia in maniera più o meno periodica su tempi che vanno da pochi minuti ad anni o decine di anni. La survey LSST coprirà ogni 2/3 notti tutto il cielo australe, per cui uno stesso oggetto verrà ripreso centinaia di volte nel corso di 10 anni, potendone quindi ricostruire la variazione in luminosità col tempo. Il video in particolare mostra le stelle RR Lyrae un tipo di stelle variabili la cui variazione in luminosità è dovuta alla pulsazione dell'intera stella, che si contrae ed espande in maniera periodica come se fosse un respiro cosmico.

Quali sono gli obiettivi scientifici

L'Osservatorio Vera C. Rubin e la sua survey decennale LSST sono stati progettati per rispondere a domande che attanagliano gli astronomi ormai da decenni. La più pressante riguarda la natura della materia oscura e dell'energia oscura, componenti ignote che però costituiscono ben il 95% del contenuto di materia-energia del cosmo. Ma non è finita qui perché la survey è stata progettata per aggiungere un nuovo asse all'osservazione del cielo notturno, ovvero l'asse temporale. L'Osservatorio Vera C. Rubin coprirà infatti per 800 volte il cielo australe creando un vero e proprio film del cielo notturno su un tempo scala di 10 anni. Possiamo quindi definire la survey LSST come il primo esempio di astro-cinematografia della storia. Grazie a queste capacità temporali, l'Osservatorio Vera C. Rubin scoprirà milioni di nuovi oggetti nel Sistema Solare e probabilmente porrà fine all'annoso dibattito sull'esistenza o meno del famigerato pianeta Nove. Quello che però fa fremere di eccitazione gli astronomi non è ciò che sappiamo esistere là fuori, ma quello che non immaginiamo nemmeno possa esistere. Dal punto di vista statistico, infatti, le risposte alle domande scientifiche che ci poniamo e che ci porremo sono già incluse all'interno dei dati che l'Osservatorio raccoglierà, il problema e il ruolo degli scienziati sarà quello di scovarle all'interno della mole di dati disponibili.

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