Ancora meglio dell’Hubble Space Telescope: i telescopi binoculari

Le nuove frontiere dell’Ottica applicata all’Astronomia si allargano anche grazie al contributo del nostro paese.

La nuova generazione di telescopi ad ottica adattiva è arrivata al Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona, fornendo agli astronomi un nuovo livello di nitidezza mai raggiunto in precedenza. In collaborazione tra l’Osservatorio di Arcetri, dell’Istituto Nazionale di astrofisica (il ben noto INAF) e l’Osservatorio Steward dell’Università dell’Arizona, questa tecnologia rappresenta un notevole balzo in avanti per l’Astronomia.

L’LBT, con i suoi due specchi da 8.4 metri, è il più grande telescopio ottico al mondo e nasce da una collaborazione tra istituzioni degli USA, dell’Italia e della Germania, la quale partecipa al 25% con la Società Max-Plank, l’Istituto Astrofisico di Potsdam e l’Università Heidelberg.

La camera di test per le immagini è stata sviluppata dall’INAF e dal Max Plank Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg.

Ecco la foto dello specchio secondario mobile durante la sua installazione ad Arcetri

Ecco la foto dello specchio secondario mobile durante la sua installazione ad Arcetri. L’immagine mostra i 672 piccoli magneti posti sul retro dello specchio, che è posto a faccia in giù. La parte superiore contiene i dispositivi elettromeccanici che controllano i singoli magneti.

Fino a qualche tempo fa, i telescopi posti sulla Terra dovevano convivere con le distorsioni della luce causati dall’atmosfera terrestre, la quale altera in modo significativo le immagini di oggetti distanti: è l’effetto per cui le stelle scintillano ai nostri occhi. Mentre c’è stato un miglioramente nelle tecniche adattive mirate a correggere questa sfocatura atmosferica, il sistema innovativo dell’LBT porta il concetto ad un livello completamente nuovo, ad una svolta notevole per la tecnologia.

Sia in test al coperto che in test sul cielo, a partire dal 12 maggio e per tutte le notti fino al 25, l’Astronomo Simone Esposito ed il suo team dell’INAF hanno testato il nuovo dispositivo, ottenendo risultati eccezionali. Il sistema ottico adattivo dell’LBT, denominato sistema FLAO (First Light Adaptive Optics), ha da subito sorpassato tutti i sistemi simili, fornendo qualità di immagini tre volte più nitide di quelle dell’Hubble Space Telescope, solamente usando uno degli specchi da 8.4 metri dell’LBT. Non appena le ottiche adattive saranno a posto per entrambi i telescopi e la loro luce combinata appropriatamente, ci si aspetta che l’LBT otterrà una nitidezza di immagini dieci volte $superiore$ a quella dell’HST.

“E’ un momento fantastico, dato che questo nuovo sistema di ottica adattiva ci permette di diventare il telescopio ottico più potente al mondo” dice Richard Green direttore dell’LBT. “I risultati soddisfacenti dimostrano che è arrivata una nuova generazione astronomica, appena intravvedendo il fantastico potenziale che l’LBT potrà esprimere negli anni a venire”.

L’unità di misura per la perfezione della qualità di un’immagine è nota come Rapporto di Strehl, con un valore del 100% corrispondente ad un’immagine assolutamente perfetta. Senza le ottiche adattive il valore per i telescopi terrestri è meno dell’ 1%.

I sistemi di ottica adattiva nei maggiori telescopi oggigiorno migliorano l’immagine fino a valori compresi tra 30% e 50% nelle lunghezze d’onda del vicino infrarosso, laddove sono stati effettuati i test.

Stella doppia osservata con LBT

Una stella doppia osservata con l’LBT in standard mode (a sinistra) e con la correzione adattiva attivata (a destra). A causa della distorsione atmosferica, il compagno più debole della stella non può essere identificato nelle immagini riprese in standard mode, mentre compare facilmente quando è attivato il modulo adattivo. Ma diventa visibile anche una terza stella in alto a destra dell’immagine, grazie appunto alla migliorata sensibilità del telescopio in adaptive mode.

Nella fase iniziale del test, il sistema di ottica adattiva dell’LBT è stato capace di raggiungere percentuali che vanno dal 60 all’80% per il Rapporto di Strehl, un miglioramento di circa due terzi rispetto alla nitidezza ottenibile con i sistemi di ottiche adattive preesistenti.

I risultati hanno già fin d’ora superato le attese e sono stati così precisi che i componenti del team di test non credevano ai loro occhi. Questi test sono continuati fino alla posa in opera del sistema sul $campo$ il 25 maggio e le ottiche adattive dell’LBT hanno funzionato senza problemi e hanno raggiunto livelli del Rapporto di Strehl pari all’82 ed 84%.

“I risultati della prima notte sono stati così straordinari che temevamo si trattasse di un colpo di fortuna, ma da allora ogni singola notte le ottiche adattive hanno continuato a superare le aspettative. Questi risultati sono stati ottenuti usando sono uno degli specchi dell’LBT. Immaginate il potenziale che raggiungerà il sistema quando avremo l’ottica adattiva su entrambi gli occhi giganti” dice Simone Esposito, team leader per i test all’INAF.

Lo sviluppo del sistema di ottiche adattive per l’LBT ha richiesto più di dieci anni attraverso una collaborazione internazionale: l’INAF (ed in particolare l’Osservatorio di Arcetri) ha concepito il progetto dello strumento ed ha sviluppato il sistema elettro-meccanico, mentre il Mirror Lab dell’Università dell’Arizona ha creato gli elementi ottici ed infine le società italiane Microgate e ADS International hanno progettato altri componenti tecnici del sistema. Un primo prototipo era stato installato sul Multiple Mirror Telescope (MMT) in Arizona, sul Monte Hopkins: questo sistema attualmente utilizza all’incirca la metà degli attuatori rispetto alla versione finale dell’LBT, ma ha dimostrato ampiamente la vitalità del progetto stesso.

La camera di test per l’infrarosso (con la quale si sono ottenute le immagini precedenti) è invece frutto dello sviluppo congiunto dell’INAF di Bologna e dell’MPIA di Heidelberg.

“E’ stato un grandissimo successo per l’INAF e per tutti i partner dell’LBT” dice Piero Salinari, Direttore della Ricerca dell’Osservatorio di Arcetri, “Dopo più di dieci anni e dopo tutta questa cura e gli sforzi impiegati nel progetto, è veramente un piacere constatare che il tutto ha avuto un successo così sorprendente”.

Questo eccezionale successo è maturato grazie all’introduzione di una combinazione di parecchie tecnologie, la prima delle quali è lo specchio secondario, progettato fin dall’inizio come un componente essenziale dell’LBT piuttosto che un elemento addizionale come in tutti i telescopi. Questo specchio concavo secondario ha un diametro di 3 piedi (91 cm) ed ha uno spessore di appena 1.6 mm! Lo specchio è così fine e pieghevole, che è possibile manipolarlo con gli attuatori spingendo i 672 piccoli magneti incollati nella parte posteriore dello specchio stesso, in una configurazione che offre maggiore flessibilità ed accuratezza rispetto ad altri sistemi utilizzati finora sui telescopi.

Un innovativo sensore a “piramide” rileva le distorsioni atmosferiche e manipola lo specchio in tempo reale per cancellare lo sfocamento, permettendo al telescopio di osservare il cielo come se non esistesse l’atmosfera. Incredibilmente, lo specchio è in grado di essere modificato con aggiustamenti ogni millesimo di secondo, con un’accuratezza migliore di 10nanometri (10 milionesimi di millimetro).

tradotto da : http://www.physorg.com/news195838118.html

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7 Commenti

  1. 😯 Molto bene, queste sono belle notizie: quindi significa che non ci sarà più bisogno di -costosi- telescopi spaziali?

  2. Fantastico!Non vedo l’ora di visionare le bellissime immagini che produrrà!
    Ci sono inoltre notizie dell’avanzamento lavori per il JWT?se non erro tale macchina dovrebbe superare in nitidezza anche questo rinnovato LBT!
    Ciao!

  3. Progredendo sempre piu con la tecnologia delle ottiche, pian piano potremmo fare veramente a meno dei telescopi spaziali…niente piu costosi viaggi per manutenzioni estreme!

  4. Mi inserisco solo per comunicare che a breve faremo un’intervista a Marco Pedani, astronomo italiano che lavora presso l’LBT a Tucson (AZ), nonchè una galleria fotografica dell’osservatorio e dintorni!

  5. Ma allora il VLT è ormai roba vecchia? C’è modo di implementare queste nuove tecniche anche su installazioni precedenti, come il VLT appunto, e sfruttare i 4 specchi già esistenti, anch’essi di 8 metri l’uno?
    Ma sopratutto: la binocularità in genere viene associata alla visione stereoscopica, quale principio fisico consente di sfruttarla per incremenare la risoluzione e la nitidezza? E che differenza c’è rispetto all’interferometria “tradizionale”?

    Grazie.
    Cordiali saluti, e complimenti per i vostri articoli che seguo sempre con vivo interesse.

  6. @bertupg
    nell’articolo originale non danno altre spiegazioni: credo che l’innovazione è sicuramente il fatto che è il secondario ad essere adattivo, mentre di solito succedeva agli specchi primari, con costi elevatissimi…
    Chissà, probabilmente una volta che il sistema è sperimentato a fondo, poi potrà essere applicato ad altri telescopi già esistenti…
    @stefano
    Potrebbe essere l’occasione di girare le nostre domande direttamente a Marco Pedani: ci deve raccontare tutto su questa meraviglia della tecnologia!!! 🙂

  7. Salve a tutti, vorrei soltanto chiedervi visto che sono nuovo del campo dell’astronomia dove posso reperire materiale informativo per apprendere le basi per fare osservazioni.
    Grazie