Fine di Arecibo: l'era dei telescopi giganti volge al termine

Il telescopio da 305 metri dell'Osservatorio di Arecibo nel novembre del 2020.
Il telescopio da 305 metri dell'Osservatorio di Arecibo nel novembre del 2020.Osservatorio dell'Università della Florida Centrale/Arecibo

È la fine di un’era per uno dei telescopi più famosi dell’astronomia. Dopo una serie di incidenti all'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico, il suo gigantesco telescopio, un tempo il più grande radiotelescopio del mondo, viene smantellato.

Contenuti

  • Capolinea per Arecibo
  • Un patrimonio scientifico e culturale
  • L'ascesa della schiera di radiotelescopi
  • Una nuova era dell'astronomia
  • Nel cielo

La sua chiusura segna non solo la fine della storia di questo punto di riferimento, ma forse l'inizio della fine dei telescopi giganti come strumenti astronomici all'avanguardia.

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Capolinea per Arecibo

I problemi di Arecibo sono iniziati nell’agosto di quest’anno, quando un cavo ausiliario è stato teso sopra la parabola riflettente lunga 300 metri. scattò e cadde, strappando uno squarcio lungo 100 piedi nella sua superficie. La struttura era già in una posizione precaria a seguito dei danni causati dall’uragano Maria nel 2017 e il cavo spezzato ne ha costretto l’interruzione delle operazioni.

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Università della Florida Centrale

Fortunatamente nessuno è rimasto ferito nell'incidente. Tuttavia, la National Science Foundation (NSF), che supervisiona l’osservatorio, ha affermato che la struttura era “in pericolo di un fallimento catastrofico”. Tuttavia, gli ingegneri continuavano a sperare che i cavi e la parabola potessero esserlo riparato.

Ma all’inizio di novembre, l’osservatorio ha subito un altro grave incidente quando un cavo principale si è guastato, probabilmente a causa del carico extra che trasportava senza il cavo ausiliario a sostenerlo. Entro il mese, la NSF annunciò che non avrebbe potuto riparare in sicurezza il danno e avrebbe smantellato il telescopio.

Un patrimonio scientifico e culturale

L'Osservatorio di Arecibo, come si vede nel film GoldenEye
L'Osservatorio di Arecibo, come si vede nel film GoldenEyeMGM

Costruito tra il 1960 e il 1963, il telescopio era rinomato non solo per i suoi risultati scientifici ma anche come uno dei simboli dell'astronomia più riconoscibili per il grande pubblico. Spesso appariva sullo schermo, mostrato in film come Contatto e programmi TV simili Gli X-Files oltre ad essere il luogo dell'iconica scena del combattimento finale nel film di James Bond Occhio d'oro.

James Bond pende sopra la parabola alta 300 metri dell'Osservatorio di Arecibo
James Bond pende sopra la parabola alta 300 metri dell'Osservatorio di AreciboMGM

Le enormi dimensioni della parabola la rendevano più sensibile di altri radiotelescopi della sua epoca, permettendogli di farlo rilevare segnali radio molto deboli e consentire ai ricercatori di scrutare più in profondità che mai nel cosmo Prima.

I suoi primi progetti nel SETI (la ricerca dell'intelligenza extraterrestre), come l'invio del Messaggio di Arecibo nel 1974, ha contribuito a risvegliare l’interesse del pubblico verso questo campo precedentemente oscuro. E il telescopio è stato determinante nella ricerca dei primi esopianeti, poiché è stato utilizzato per individuarne uno pulsar attorno al quale furono scoperti i primi tre pianeti al di fuori del nostro sistema solare.

Sia come strumento pratico di scoperta che come simbolo di ispirazione, i ricercatori descritto lo smantellamento del telescopio come una “perdita inestimabile”.

L'ascesa della schiera di radiotelescopi

La chiusura del telescopio di Arecibo segna la fine di un'era nell'astronomia, ha dichiarato a Digital Trends l'astronomo e planetologo Franck Marchis. Marchis, che studia gli asteroidi e ha lavorato sull'imaging di esopianeti, è un astronomo senior presso il SETI Institute e direttore scientifico presso la società di telescopi digitali Unistellar.

Il futuro della radioastronomia non risiede nei telescopi giganti, ha detto Marchis. Ora, schiere o reti di più parabole più piccole possono svolgere la stessa funzione di un telescopio gigante in modo più efficiente. Ciò è reso possibile da una migliore velocità di comunicazione, il che significa che i dati possono essere condivisi tra decine o centinaia di singole antenne abbastanza velocemente da poter agire come un unico telescopio unificato.

In futuro, la radioastronomia verrà eseguita utilizzando strutture come lo Square Kilometer Array (SKA), una rete intergovernativa di radiotelescopi che dovrebbe essere costruita in Australia e Sud Africa.

Rappresentazione artistica del nucleo centrale da 5 km di diametro delle antenne Square Kilometer Array (SKA).
Rappresentazione artistica del nucleo centrale da 5 km di diametro delle antenne Square Kilometer Array (SKA).Produzioni di astronomia SPDO/TDP/DRAO/Swinburne

"L'astronomia sta passando da strutture gigantesche come Arecibo a piccole strutture distribuite come SKA", ha detto Marchis. Queste strutture sono meno potenti di Arecibo, ma possono monitorare un campo visivo più ampio, raccogliendo dati milioni di stelle rispetto allo stretto campo visivo di Arecibo che potrebbe monitorare una manciata di stelle alla volta tempo.

Il campo visivo più ampio non è l’unico vantaggio degli array rispetto ai singoli telescopi. “Sono anche più facili da costruire”, ha detto Marchis. “È molto più semplice costruire 200 piccole antenne che costruire un gigantesco telescopio. E possono anche essere aggiornati facilmente.” Questo perché è più facile sostituire le parti. I rilevatori utilizzati in un array potrebbero essere abbastanza piccoli da poter essere tenuti in mano, ad esempio, mentre i rilevatori utilizzati in un telescopio gigante come Arecibo hanno le dimensioni di una casa.

Un altro problema è come i telescopi vengono smantellati al termine della loro vita. Le piccole strutture possono essere facilmente smantellate quando non sono più necessarie, ma una struttura grande come Arecibo costerà molto per essere smontata in sicurezza.

"È triste che Arecibo stia finendo, perché è un telescopio leggendario, è uno dei telescopi iconici dell'astronomia", ha detto Marchis. “Ma è anche il momento. Il tempo è cambiato e la tecnologia è cambiata. Ora siamo più capaci di fare radioastronomia con piccoli telescopi distribuiti”.

Una nuova era dell'astronomia

Questo movimento dai grandi telescopi verso gli array è osservato più chiaramente nel campo della radioastronomia. Ma si comincia a vederla anche nel campo dell’astronomia ottica. Sebbene siano ancora in costruzione grandi telescopi ottici, come l’Extremely Large Telescope dell’Osservatorio Europeo Australe in Cile, c’è anche un boom di reti di telescopi ottici distribuiti come il sistema ATLAS per la rilevazione di asteroidi della NASA o il telescopio scientifico cittadino Unistellar di Marchis rete.

È particolarmente forte invitare gli scienziati cittadini a partecipare a progetti di astronomia attraverso telescopi domestici più convenienti e potenti. Una limitazione dei progetti in campi come il rilevamento degli asteroidi è che le attuali reti professionali hanno punti ciechi, ad esempio, perché la maggior parte delle rilevazioni astronomiche lo sono con sede nell'emisfero settentrionale. Quando gli scienziati cittadini possono effettuare osservazioni da tutto il mondo, l’intera rete può ottenere un quadro più completo del cielo, anche se in una località c’è maltempo.

L'Allen Telescope Array, che raccoglie dati per SETISeth Shostak/Istituto SETI

La diversità delle posizioni dei telescopi più piccoli può essere utile anche nei progetti SETI. Gruppi come l'Allen Telescope Array hanno tradizionalmente cercato segnali radio nella speranza di identificare le tecnofirme delle civiltà intelligenti. Ma qui sulla Terra ci stiamo allontanando dall’uso delle onde radio per la comunicazione e verso l’uso di onde radio comunicazioni basate sull'ottica, quindi possiamo supporre che le civiltà aliene tecnologicamente avanzate lo farebbero pure.

L’approccio moderno al SETI prevede la ricerca di segnali laser, che sarebbero un forte indicatore della vita intelligente. Una rete distribuita di telescopi ottici può seguire potenziali rilevazioni identificare segnali distintivi che potrebbero indicare la vita.

Nel cielo

Per quanto buoni possano diventare i radiotelescopi, devono ancora riuscire a superare il rumore di fondo delle interferenze dei telefoni cellulari e di altri dispositivi di comunicazione qui sulla terra. Per raggiungere il livello successivo di sensibilità e vedere più lontano nello spazio, dobbiamo guardare in alto, verso il cielo.

Per la radioastronomia, “se si vuole ottenere una migliore sensibilità, invece di costruire un'unica grande parabola Terra, sarebbe meglio, se avessi finanziamenti infiniti, costruire più parabole nello spazio”, Marchis disse. “Penso che questa sia la direzione che prenderà la radio”. Probabilmente non vedremo più piatti giganti costruito sulla Terra – invece, vedremo più parabole a terra o nello spazio, o anche sul luna.

Rappresentazione artistica dell'ELT (Extremely Large Telescope) nel suo recinto sul Cerro Armazones, una vetta di 3046 metri nel deserto di Atacama in Cile. L'ELT da 39 metri sarà il più grande telescopio ottico-infrarosso del mondo.
Rappresentazione artistica dell'ELT (Extremely Large Telescope) nel suo recinto sul Cerro Armazones, una vetta di 3046 metri nel deserto di Atacama in Cile. L'ELT da 39 metri sarà il più grande telescopio ottico/infrarosso del mondo.ESO/L. Calçada

Per quanto riguarda l'astronomia ottica, Marchis vede la tendenza anche verso telescopi più piccoli. “Sono più economici, sono più facili da manipolare, sono anche più facili da smantellare”, ha detto. Progetti come l’Extremely Large Telescope potrebbero essere il segno finale di questa era di telescopi giganti. “Dopo di ciò, non credo che costruiremo qualcosa di più grande.”

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