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Il South Pole telescope ci vede meglio

Il South Pole telescope ci vede meglio Posted on 27 Dicembre 2017

Foto di apertura: (c) https://pole.uchicago.edu/

Il telescopio del polo sud ci vede dieci volte meglio di prima. Lo racconta Mike Lucibella, caporedattore del magazine online Antarctic Sun, organo del Programma Polare Americano (USAP), finanziato dalla National Science Foundation (NSF).

Situato a poca distanza dalla stazione americana Amundsen-Scott al polo sud geografico, il South Pole Telescope (costruito fra novembre 2006 e febbraio 2007) ha una marcia in più. Nella campagna estiva del 2016-2017 è stato oggetto di un importante intervento di miglioramento e i sei mesi di buio del lungo inverno polare sono stati impiegati per calibrarlo. Ora «ci vede meglio». Difatti è stato dotato di una nuova fotocamera (STP-3G) con un sensore digitale molto più sensibile e sofisticato di quello precedente: da 1600 pixel si è passati a 3.000 pixel, e ciascuno di questi pixel è in grado di vedere diversi tipi di luce con una diversa polarizzazione. In pratica è dieci volte più potente di prima e questo consentirà ai ricercatori di lavorare circa 20 volte più rapidamente di prima. Il telescopio è stato dotato anche di un nuovo criostato – uno strumento che mantiene tutto il sistema a una temperatura costante, di pochissimo superiore allo zero assoluto, in modo tale che il sensore non venga venga influenzato dal «calore» prodotto dal telescopio stesso. Gli interventi di miglioramento sono stati finanziati dalla National Science Foundation.

Il sensore del South Pole Telescope (SPT in breve) funziona come quello di un apparecchio fotografico, in cui la luce che passa attraverso le lenti dell’obiettivo viene concentrata su un sensore e convertita in un segnale digitale, e infine in una immagine. Nel caso delle macchine fotografiche tradizionali, la luce sono onde elettromagnetiche dello spettro visibile (lunghezza d’onda nell’aria: 390-700 nm). Il SPT invece registra le microonde, onde elettromagnetiche di lunghezza d’onda molto molto superiore alla luce visibile (nella banda dello spettro elettromagnetico le microonde sono situate fra le onde radio e l’infrarosso, lunghezza d’onda fra 10 m e 1 mm). Concentrate dal grande disco di 10 metri di diametro le microonde vengono convogliate verso il sensore, dove sono convertite in un segnale digitale e infine in un’immagine del cielo.

Il South Pole telescope (a sinistra) e il BICEP-3 a destra. I due strumenti si trovano nel Dark Sector al polo sud geografico poco distante dalla base americana Amundsen-Scott. Foto (c) Mike Lucibella/Antarctic Photo Library.

Che cosa studia il South Pole Telescope e perché si trova proprio al polo sud geografico? Il SPT raccoglie scruta i confini dell’universo visibile e raccoglie le microonde emesse dal fondo cosmologico microonde (CMB). Queste hanno impiegato 13,8 miliardi di anni per attraversare il cosmo e raggiungere la Terra. Il polo sud geografico è uno dei luoghi migliori del pianeta per raccogliere le microonde perché l’atmosfera è più sottile che altrove, le temperature estremamente basse e inoltre ci sono 6 mesi di buio e nessuna fonte di luce «parassita» – perché la città più vicina si trova a migliaia e migliaia di chilometri di distanza.

In particolare, il South Pole Telescope studia minute variazioni nella polarizzazione delle microonde del fondo cosmologico microonde (CMB).E’ un segnale debolissimo: per questa ragione lo strumento deve avere una sensibilità molto elevata. Nel mese di marzo 2018 – appena il sole sarà sceso sotto l’orizzonte per la durata di sei mesi – il nuovo telescopio inizierà a lavorare sodo per svelare i misteri e gli enigmi dell’universo in cui siamo immersi.

Le università che collaborano al progetto South Pole Telescope: 

Argonne National Laboratory

Case Western Reserve University

Fermi National Accelerator Laboratory

Harvard-Smithsonian Astrophysical Observatory

McGill University

University of California, Berkeley

University of California, Davis

University of Chicago

University of Colorado at Boulder

University of Illinois Urbana-Champaign