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CON PEGASUS LA MAPPA DELL’1% DEL PIANO GALATTICO

Sfruttando i telescopi Parkes e ASKAP in Australia, è stata realizzata un’immagine ad altissima definizione dei campi magnetici nella Via Lattea, la nostra galassia. I dati arrivano dal progetto PEGASUS guidato dall’INAF, parte del più ampio programma EMU.

Portate a termine le osservazioni radio di una vasta sezione del piano galattico della Via Lattea (circa l’1%) con i radiotelescopi ASKAP e Parkes (Murriyang), entrambi sviluppati e gestiti dall’Agenzia scientifica australiana CSIRO. Radioastronomi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) hanno coordinato il gruppo internazionale di ricerca che ha utilizzato il “grande disco” di Parkes per “fotografare” una porzione del disco della nostra galassia, nell’ambito del progetto di ricerca PEGASUS (POSSUM EMU GMIMS All Sky UWL Survey). PEGASUS è uno dei numerosi progetti di esplorazione del più ampio programma Evolutionary Map of the Universe (EMU), che consiste nell’osservazione di tutto l’emisfero sud con ASKAP, uno dei precursori del progetto SKA. L’immagine è stata unita a quella realizzata con le antenne ASKAP per il progetto EMU, guidato dalla Università Macquarie a Sydney, Australia, ottenendo un risultato di straordinaria qualità.

L’immagine,  ampia circa 6-7 gradi o come 12-14 volte il diametro apparente della Luna, mostra una regione caratterizzata da un’emissione estesa associata all’idrogeno gassoso che riempie lo spazio tra le stelle, stelle alla fine del loro ciclo evolutivo chiamate resti di supernova e bolle calde di idrogeno gassoso ionizzato legate alla nascita di nuove stelle. Le stelle non sono visibili in questa immagine poiché la loro luce contiene emissioni radio minime. Questa nuova fotografia della nostra Galassia mostra aspetti dell’evoluzione delle stelle visibili solo ai radiotelescopi.

CON PEGASUS LA MAPPA DELL’1% DEL PIANO GALATTICO
Crediti: R. Kothes (NRC), the EMU and POSSUM teams

Ettore Carretti, dell’INAF di Bologna, è il responsabile della survey PEGASUS insieme a Tom Landecker del National Research Council of Canada e a Xiaohui Sun dell’Università dello Yunnan, in Cina. PEGASUS intende sfruttare le potenzialità del telescopio Parkes (pathfinder del progetto SKA) per mappare tutto il cielo australe a 700-1440 MHz con circa 2100 ore di osservazione. PEGASUS contribuirà a tre progetti: EMU, POSSUM e GMIMS per studiare il magnetismo della Via Lattea. Il progetto PEGASUS ha appena completato le sue osservazioni pilota e mira a osservare l’intero cielo australe nei prossimi due anni.

Il radioastronomo dell’INAF spiega: “Con questa prima fase di PEGASUS abbiamo studiato un’ampia regione del piano Galattico della nostra Galassia. Gli oggetti visibili nell’immagine possono essere studiati nelle onde radio con altissima precisione e accuratezza grazie alla combinazione di dati dei radiotelescopi ASKAP e Parkes. Abbiamo poi combinato la mappa ottenuta con quella dei progetti EMU e POSSUM: il risultato è strabiliante, quando abbiamo aperto l’immagine per la prima volta siamo rimasti meravigliati da tanta qualità e bellezza”.

Carretti aggiunge: “L’obiettivo della survey è duplice. In primo luogo comprendere e studiare i campi magnetici della nostra Galassia, la loro origine e i loro effetti su vari fenomeni come resti di supernove e le grandi strutture della Via Lattea, come il Grande Sperone settentrionale, ma anche galassie, radiogalassie e ammassi di galassie. In secondo luogo, essendo ASKAP, come tutti gli interferometri, poco sensibile alle grandi scale angolari, i dati del progetto PEGASUS raccolti con Parkes completeranno quelli di ASKAP, aggiungendo ai dettagli finissimi già esistenti la forma, le dimensioni e la potenza totale emessa da questi oggetti. Tutto ciò per poter studiare la fisica dei fenomeni che li governano”.

Le survey come PEGASUS osservano l’intero cielo, incluso il cosiddetto Piano Galattico, vale a dire il luogo della Via Lattea in cui risiede il Sistema solare. Si tratta di una regione che contiene innumerevoli stelle, polveri e nubi di gas, nonché una notevole quantità di materia oscura. Studiare il piano della Via Lattea è da sempre uno degli obiettivi più importanti dei radioastronomi, ma la presenza di emissione diffusa nella Galassia rende difficile ottenere immagini prive di artefatti: ciò riduce di fatto la qualità delle immagini finali rendendo l’analisi dei dati un compito particolarmente impegnativo.

Tom Landecker spiega: “Il progetto GMIMS esplora le forze magnetiche nella Via Lattea. Oltre a plasmare la Via Lattea, le forze magnetiche sono coinvolte nella formazione della sua struttura a spirale e nella nascita e morte delle stelle all’interno dei suoi bracci a spirale. I dati principali che otteniamo sono le osservazioni della polarizzazione dell’emissione radio dalla Via Lattea effettuate con grandi radiotelescopi negli emisferi Sud e Nord. In dodici anni, abbiamo effettuato con successo rilevamenti del cielo con il telescopio Parkes, Murriyang, a frequenze radio sia più basse che più alte di quelle di PEGASUS. PEGASUS colmerà una lacuna nei nostri dati, fornendo una visione senza precedenti degli effetti magnetici in tre dimensioni. Osservazioni parallele sono state effettuate utilizzando telescopi canadesi, e altre sono in corso, fornendo una prospettiva globale”.

Andrew Hopkins, a capo del progetto EMU per l’Università Macquarie, afferma: “Il risultato finale della collaborazione PEGASUS/EMU sarà una vista senza precedenti di quasi tutta la Via Lattea, un’immagine circa cento volte più grande di quella realizzata in questa prima fase da PEGASUS, ma con lo stesso livello di dettaglio e sensibilità”.

CON PEGASUS LA MAPPA DELL’1% DEL PIANO GALATTICO. GALLERY


 

Per saperne di più:

ASKAP e Parkes sono gestiti da CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, nell’ambito dell’Australia Telescope National Facility. CSIRO riconosce il popolo Wajarri Yamatji come proprietario storico e detentore del titolo nativo di Inyarrimanha Ilgari Bundara, l’Osservatorio radioastronomico Murchison dove si trova ASKAP, e il popolo Wiradjuri come proprietario storico dell’Osservatorio Parkes.

Testo, video e immagini dall’Ufficio stampa – Struttura per la Comunicazione dell’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF

PROGETTO SKA: LA CERIMONIA DI INIZIO LAVORI IN AUSTRALIA E SUDAFRICA

Al via oggi le celebrazioni dell’Osservatorio SKA per l’inizio della costruzione di quello che sarà il più grande radiotelescopio al mondo. Assegnati contratti per un totale di 450 milioni di euro. L’Italia con l’INAF è in prima linea nel progetto. Il Ministro dell’Università e della Ricerca Anna Maria Bernini commenta:

“Sono particolarmente orgogliosa di poter dire che questo progetto è molto legato all’Italia”.

Dopo oltre 30 anni di ideazione, progettazione e test, il progetto SKA è ufficialmente una realtà. Hanno avuto luogo oggi, in Australia e in Sudafrica, le cerimonie ufficiali di inizio lavori per quello che sarà il radiotelescopio più importante al mondo. Durante le celebrazioni è stato dato anche l’annuncio dell’assegnazione di 4 grandi contratti del valore di oltre 300 milioni di euro. I gruppi di antenne denominati SKA-Low e SKA-Mid costituiranno le due reti di radiotelescopi più grandi e complesse mai costruite. Promosso dall’Osservatorio SKA (SKAO), questo radiotelescopio è considerato da molti uno degli sforzi scientifici globali più ambiziosi del 21° secolo, coinvolgendo sedici Paesi in cinque continenti. L’Italia vanta una lunga tradizione nel campo della radioastronomia e tramite l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) è una delle prime nazioni ad aver preso parte al progetto. Grazie alla leadership dell’INAF, tutta la comunità scientifica italiana godrà di un coinvolgimento trasversale in SKA.

Le cerimonie di inizio lavori hanno luogo quasi in contemporanea nei due continenti. La presidente del Consiglio di Amministrazione di SKAO, Catherine Cesarsky, si è recata nella provincia di Northern Cape per rappresentare l’Osservatorio in Sudafrica presso il sito del futuro telescopio a media frequenza (SKA-Mid). Il direttore generale di SKAO, Phil Diamond, ha partecipato invece a una cerimonia simile in Australia occidentale, dove sarà costruito il telescopio SKA-Low, costituito da antenne a bassa frequenza. Durante le cerimonie sono stati resi noti i nomi delle società che si sono aggiudicate i lavori per la realizzazione delle ampie infrastrutture che gestiranno i telescopi, così come le società – anche italiane – che parteciperanno alla realizzazione delle antenne e delle parabole. Presenti i rappresentanti dei governi locali e nazionali, i dirigenti dei partner locali di SKAO, il South African Radio-Astronomy Observatory (SARAO) e l’agenzia scientifica australiana CSIRO.

“Il radiotelescopio SKA non è più solo un progetto, ma una realtà”, sottolinea Anna Maria Bernini,  Ministro dell’Università e della Ricerca. “Il più grande radiotelescopio del mondo, con migliaia di antenne sparse su due continenti, è destinato a definire il nostro presente e il nostro futuro. È uno dei progetti più ambiziosi mai intrapresi finora e sono particolarmente orgogliosa di poter dire che questo progetto è molto legato all’Italia. Fin dall’inizio, l’Italia ha avuto un ruolo di primo piano grazie all’Istituto Nazionale di Astrofisica. L’Italia contribuisce al progetto non solo economicamente e in termini di tecnologia, ma, prima di tutto, attraverso le sue eccellenti risorse umane. Qualcosa in cui siamo leader. L’Osservatorio SKA è la dimostrazione che l’Italia ha tutte le risorse per partecipare a pieno titolo all’esplorazione spaziale da terra. È davvero un’impresa straordinaria. Stiamo compiendo un passo fondamentale verso una più ampia comprensione delle leggi che governano l’Universo. E forse anche verso l’espansione della nostra visione del mondo. Come direbbero i nostri antenati latini, “Per aspera ad astra”. I miei migliori auguri per una fruttuosa esplorazione”, conclude.

Il Consiglio di SKAO aveva dato il via libera all’inizio della costruzione 18 mesi fa, nel giugno 2021.In Sudafrica verranno installate 133 antenne a parabola di 15 metri di diametro, in aggiunta alle 64 antenne del telescopio MeerKAT già esistenti: le 197 antenne formeranno uno strumento in grado di captare segnali radio a media frequenza. L’Australia ospiterà un array di telescopi a bassa frequenza di 131.072 antenne, ciascuna alta due metri e a forma di albero di Natale. Il telescopio SKA-Low così composto rileverà segnali provenienti dal Cosmo con frequenze comprese tra 50 e 350 megahertz, mentre SKA-Mid rileverà quelli con frequenze comprese tra 350 megahertz e 15,4 gigahertz.

Nei prossimi 50 anni, gli scienziati di tutto il mondo useranno i telescopi SKA per rispondere a domande cruciali sulle prime fasi di vita dell’Universo e per svelare alcuni dei misteri più profondi dell’astrofisica. Le infrastrutture e le antenne SKA verranno costruite in più fasi e la prima, la cui spesa prevista è di 1,3 miliardi di euro, dovrebbe essere completata nel 2028. L’obiettivo finale è avere migliaia di parabole in Sudafrica e nei paesi partner africani e un milione di antenne in Australia.

Dall’inizio delle attività di costruzione globali nel luglio 2021, SKAO ha assegnato quasi 50 contratti per un valore di circa 450 milioni di euro (150 milioni assegnati finora e 300 milioni annunciati oggi durante le celebrazioni). L’approvvigionamento iniziale si è concentrato sullo sviluppo del software, appaltando società di servizi professionali per aiutare a supervisionare la costruzione e l’acquisto all’ingrosso dei componenti necessari. I quattro contratti annunciati oggi riguardano la costruzione delle infrastrutture in Australia e in Sudafrica e la produzione delle antenne a media e bassa frequenza.

Le aziende italiane hanno contribuito a progettare le antenne SKAO e a costruire i telescopi precursori. Si sono anche impegnate in applicazioni spin-off di nuove tecnologie. Nel corso degli anni,  tante realtà industriali italiane hanno collaborato al progetto fornendo supporto ai diversi gruppi di lavoro, nella fase di progettazione e nella produzione di alcuni prototipi. Nelle ultime settimane, diverse aziende italiane si sono aggiudicate contratti considerevoli per la realizzazione di parti e componenti delle antenne SKA-Mid e SKA-Low, e per la costruzione delle antenne SKA-Low.

La costruzione dei telescopi SKA richiederà otto anni e verranno consegnati in più fasi. Il primo importante traguardo dovrebbe essere raggiunto all’inizio del 2024 con il completamento di sei stazioni SKA-Low e delle prime quattro antenne SKA-Mid. Il completamento di due array è previsto intorno al 2028. I telescopi funzioneranno insieme come un telescopio unico, sfruttando la natura dei due array di radiotelescopi, tecnicamente chiamati interferometri, che consentono osservazioni anche con solo un sottoinsieme dell’intero array. I radioastronomi e i tecnici aspettano i primi notevoli risultati scientifici prima che i telescopi siano completati alla fine di questo decennio.

Marco Tavani, presidente dell’INAF, commenta entusiasta la partecipazione italiana: “Sono felice di confermare il nostro sostegno a questo fantastico progetto, uno sforzo internazionale che ci porterà a svelare i segreti dell’Universo. L’Italia fa parte del progetto SKA sin dall’inizio: dopo la creazione dell’organizzazione intergovernativa, e l’inizio della fase operativa,  siamo arrivati finalmente alle celebrazioni per l’inizio della costruzione dei telescopi nei due continenti. È un progetto molto ambizioso, e la comunità di radioastronomi e astrofisici italiana è fortemente coinvolta. Voglio assicurare all’Osservatorio SKA il supporto dell’Istituto Nazionale di Astrofisica per il proseguimento di questa fruttuosa collaborazione”.

Sin da subito con un ruolo di protagonista nel progetto, dal 2015 al 2018 l’Italia ha guidato i negoziati multilaterali che hanno portato all’istituzione dell’Osservatorio, dell’organizzazione intergovernativa (IGO) per la supervisione della costruzione della più grande rete di radiotelescopi al mondo. Il 24 maggio 2018, l’Italia è stata la prima nazione a siglare il testo del trattato internazionale (Convenzione). Pochi mesi dopo, il 12 marzo 2019, durante una cerimonia ufficiale presso il Ministero dell’istruzione, dell’università e della ricerca (MIUR), i Ministri dei primi sei Paesi ad aver aderito hanno ufficialmente firmato il Trattato internazionale dando vita all’Osservatorio SKA (SKAO).

L’intero programma di sviluppo del progetto SKA prevede 12 ambiti tecnologici e l’INAF è attore di rilievo in 5 di questi: antenne a parabola, antenne a dipolo, gestione del telescopio, Central Signal Processor e un programma di sviluppo di strumentazione avanzata sui PAF. Sotto la guida dell’INAF, inoltre, l’Italia contribuisce alla definizione di tutti i casi scientifici del progetto SKA attraverso un’ampia partecipazione agli SKA Science Working Groups (SWG): dalla cosmologia ai test sulla relatività generale tramite lo studio delle pulsar, dall’evoluzione delle galassie allo studio dettagliato della nostra Galassia, dalle onde gravitazionali al magnetismo, passando per l’epoca della reionizzazione. Il personale di 15 strutture INAF e di 14 università italiane è coinvolto in 13 dei 14 SKA SWG: attualmente 6 di questi gruppi (Cosmology, Epoch of Reionization, Gravitational Waves, HI Galaxy Science, Magnetism, Our Galaxy) sono a leadership Italiana, mentre in 9 l’Italia ha ruoli di coordinamento.

Testo, video e foto dall’Ufficio stampa – Struttura per la Comunicazione Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) sull’Osservatorio SKA (SKAO).