Il Terrascopio, cacciatore di esolune

Si chiama David Kipping ed è un astronomo che lavora alla Columbia University di New York. La sua idea è piuttosto semplice: utilizzare l’atmosfera terrestre come una lente naturale per raccogliere e concentrare la luce. Un telescopio spaziale da appena un metro posto oltre l’orbita lunare potrebbe in questo modo funzionare come se di metri di diametro ne avesse centocinquanta, un obiettivo che farebbe impallidire anche l’Extremely Large Telescope, un gioiellino da 40 metri che l’ESO sta costruendo nell’Atacama.

Kipping si occupa principalmente della ricerca di eso-lune, i satelliti che orbitano attorno ai pianeti di altri sistemi planetari (faceva parte del team che l’anno scorso ha scoperto la prima potenziale esoluna). Questi oggetti sono quanto di più debole si possa voler ricercare con un telescopio, e da anni studia i metodi per poterle rilevare. In passato Kipping ha proposto all’ESA il Il Fast Outgoing Cyclopean Astronomical Lens mission: un telescopio in grado di sfruttare la deformazione dello spazio-tempo generata dalla massa del Sole per concentrare la luce proveniente dagli oggetti lontani, aumentando anche di 1 milione di miliardi di volte la luce catturata da un esopianeta. Il problema è che aveva bisogno di lanciare il suo telescopio solare ad una distanza di 550 unità astronomiche, 172 milioni di volte la distanza che separa Roma e Milano, una distanza che il telescopio avrebbe raggiunto in circa un secolo. Il Terrascopio ha invece bisogno di percorrere la tratta Roma-Milano appena 3000 volte, circa 4 volte la distanza Terra-Luna.

Come funzionerebbe. La luce che, dagli oggetti lontani, passa attraverso la relativamente calma stratosfera, viene focalizzata ad una distanza pari a circa l’85% della distanza Terra-Luna. Sfruttando la posizione sita a 4 volte la distanza Terra-Luna ed osservando un oggetto per l’intera notte, il Terrascopio da un metro di diametro potrebbe focalizzare una quantità di luce pari a 22 500 volte quella che si osserverebbe guardandolo direttamente, equivalente ad un telescopio terrestre da 150 metri di diametro. Il Terrascopio dovrebbe usare un coronografo, una maschera che permette di oscurare la luce proveniente direttamente dalla superficie terrestre, un trucchetto che viene utilizzato anche per osservare i pianeti extrasolari attorno alle loro luminose stelle. Inoltre dei filtri dovrebbero essere usati per eliminare l’airglow, la debole luce emessa dai processi fotochimici dell’alta atmosfera.

Quali sono i vantaggi. Raccogliere e concentrare la luce tramite l’atmosfera permetterebbe di osservare oggetti debolissimi, migliaia di volte più deboli di quanto non possa osservare un telescopio come Hubble Space Telescope o anche l’Extremely Large Telescope (quando sarà attivo). Inoltre, essendo un telescopio spaziale, godrebbe di gran parte dei vantaggi di osservare lontano dalla superficie terrestre: è più facile raffreddare le meccaniche e non sono presenti le deformazioni dovute alla gravità. Per finire, sarebbe un telescopio piccolo, di appena un metro, cosa che semplificherebbe di molto la fase di lancio ed attivazione del telescopio. Oltre agli esopianeti, il Terrascopio sarebbe utilissimo anche per l’osservazione degli asteroidi vicini alla Terra, asteroidi che a causa della loro bassa luminosità spesso vengono visti solo quando si trovano ormai molto vicini alla Terra.

Quali sono i problemi. L’atmosfera terrestre è molto variabile, caotica, turbolenta. Il Terrascopio non potrebbe quindi fornire belle immagini, nitide e spettacolari come quelle di Hubble, perché la luce dovrebbe passare attraverso l’atmosfera prima di arrivare sul suo specchio. Questo è il problema principale che dovrebbe affrontare questo progetto, e molti ritengono che i modelli atmosferici utilizzati da Kipping non siano abbastanza dettagliati da testare a dovere questa difficoltà.

Quando verrà lanciato. Per ora quella di Kipping è solo un’idea, che presenta buone prospettive ma che dovrà essere approfondita e finanziata se vorrà diventare concreta. Kipping sostiene che il suo progetto possa essere testato utilizzando dei molto più economici CubeSat, mini-satelliti cubici che hanno il vantaggio di essere piccoli e leggeri e di poter quindi essere lanciati ad un basso costo. In ogni caso, quella di Kipping deve essere vista più come una pubblicazione pionieristica che dovrà essere poi approfondita tramite ulteriori studi che utilizzino, tra le altre cose, modelli atmosferici più complessi.

Fonte: Science, ArXiv.org

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