Alle spalle della luna

0

Lo scorso nove maggio ci ha visti spiare e scrutare il cielo in preda al timore che un razzo cinese, denominato “Lunga Marcia 5B”, ormai fuori controllo, potesse precipitare in Italia. Si è così riaperta la questione, già in passato ampiamente dibattuta, su questo genere di  “rifiuti”, come pure sui tanti satelliti indispensabili che ormai gravitano attorno alla terra.

Ecco perché parlarne con un astrofisico ci è sembrata la soluzione più naturale. Ringrazio pertanto il dott. Mario Giuseppe Guarcello, scienziato presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica – Osservatorio Astronomico di Palermo e precedentemente ricercatore presso l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) di Boston (USA), ossia l’istituto per ricerche in astrofisica dello Smithsonian Institute e dell’Università di Harvard. I suoi studi abbracciano i diversi aspetti della fisica delle stelle giovani, del processo di formazione planetaria e dell’attività magnetica nelle stelle.

Dott. Guarcello, come si è evoluta la ricerca astronomica in questi ultimi decenni?

Questa branca scientifica ha da sempre utilizzato strumenti all’avanguardia per i tempi, portando e spingendo sempre al limite lo sviluppo delle conoscenze tecniche e anche l’impiego delle risorse economiche. I prossimi osservatori saranno delle magnifiche opere di progresso, il cui sviluppo – si pensi a telescopi a terra con specchi dal diametro di decine di metri, osservatori capaci di produrre 20 terabytes di dati ogni notte, satelliti dal costo di circa dieci miliardi di dollari ecc. – richiederà decenni di organizzazione, nonché spese esorbitanti che nessuna agenzia spaziale è in grado di sostenere da sola.

Tra queste future missioni astronomiche, spicca certamente quella del James Webb Space Telescope (JWST) in cui, sappiamo, che lei è stato coinvolto in prima persona. Di che cosa si tratta? 

Si tratta di un progetto messo a punto dalle agenzie spaziali americana (NASA), europea (ESA) e canadese (CSA);  JWST è ancora in fase di test prima del lancio previsto per la seconda metà dell’anno corrente. Questo osservatorio è stato progettato per essere l’erede dell’Hubble Space Telescope (HST), che nei suoi 31 anni di servizio ha rivoluzionato la nostra conoscenza dell’Universo, fornendoci dati preziosi praticamente per tutti i campi dell’astrofisica, dalla cosmologia alla fisica degli esopianeti. 

Quali sono le differenze tra questi due telescopi?

Innanzitutto la banda elettromagnetica in cui i due telescopi operano: HST è un telescopio ottico, sensibile quindi alla radiazione elettromagnetica visibile ai nostri occhi; JWST opererà invece nell’infrarosso, una radiazione che è in gran parte impossibile da osservare dalla Terra perché assorbita dalla nostra atmosfera. Avere la possibilità di osservare la radiazione elettromagnetica in bande diverse non è cosa da poco: una radiazione diversa, infatti, permette di osservare fenomeni diversi e studiare oggetti dalle diverse proprietà fisiche. 

Altre differenze sostanziali tra i due satelliti sono l’orbita (circa 500 km di elevazione per HST, mentre JWST occuperà il punto lagrangiano L2, posto “dietro” la Luna a 1.5 milioni di km di distanza dalla Terra) e la dimensione dello specchio primario che focalizzerà la luce (2.4 metri di diametro per HST, 6.5 metri per JWST). 

Quali informazioni potremo desumere dal lavoro del nuovo telescopio?

Queste caratteristiche tecniche renderanno JWST un telescopio rivoluzionario in diversi campi dell’astrofisica. Le osservazioni di JWST permetteranno di comprendere l’Universo remoto, il periodo in cui si stavano formando le prime galassie e le prime stelle, i processi evolutivi delle galassie di vario tipo, la struttura stessa dell’Universo, la formazione e l’evoluzione delle stelle nell’Universo locale, come pure l’evoluzione chimica dei pianeti e dei dischi protoplanetari, ossia quelle strutture a disco che orbitano attorno alle stelle giovani e da cui si formano i pianeti. 

Quando è previsto il lancio del nuovo telescopio?

Le aspettative su JWST da parte della comunità scientifica internazionale sono estremamente alte. Per questo motivo, nonostante il telescopio sia ancora a Terra e soggetto ai test pre-lancio, il lancio, le manovre da eseguire in orbita e le osservazioni scientifiche non cominceranno prima della seconda metà del 2022. A tal proposito, è da ricondursi proprio alla NASA una “call” per progetti scientifici a cui ha recentemente partecipato l’intera comunità astronomica internazionale. 

Questa “call”,  ovvero una richiesta di collaborazione con gli scienziati di tutto il mondo, la interessa personalmente, giusto?

In questa “call” gli astronomi interessati a realizzare progetti scientifici con JWST hanno preparato e presentato progetti a un consorzio di 200 esperti. Tra queste, sono 286 le proposte che sono state accettate e che verranno realizzate durante il primo anno di osservazioni scientifiche di JWST. Anche gli astronomi italiani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) hanno risposto con entusiasmo alla prima “call” per proposte di osservazione per JWST, e sono ben 9 i progetti italiani che hanno superato la selezione. Tra questi, in effetti ha superato la selezione anche il progetto che ho l’onore di guidare con  l’Osservatorio Astronomico di Palermo.

Di che si tratta precisamente? 

Il programma, in realtà, fa parte di un mio progetto più grande chiamato EWOCS (Extended Westerlund One Chandra, and JWST, Survey), e ha come scopo lo studio della formazione e dell’evoluzione di stelle e pianeti negli ambienti di formazione stellare di tipo “starburst”. 

Qual è la ragione di tanto interesse per questo progetto?

Nella nostra Galassia, la Via Lattea, conosciamo diverse regioni di formazione stellare (spesso anche chiamate “ammassi stellari giovani”), ossia regioni dove possiamo osservare e studiare il processo di formazione di stelle e pianeti. La Via Lattea, però, produce stelle a un ritmo piuttosto lento, i suoi ambienti di formazione stellare, infatti, producono tipicamente un numero modesto di qualche centinaia o poche migliaia di stelle. Nell’Universo possiamo però osservare regioni di formazione stellare capaci di formare centinaia di migliaia o anche milioni di stelle, tipicamente in singoli eventi di formazione stellare. Queste regioni, chiamate “regioni starburst” sono caratterizzate da densità stellari particolarmente elevate e da ricche popolazioni di stelle massicce che producono  un ambiente che influenza la formazione e l’evoluzione di stelle e pianeti. Le regioni “starburst” sono estremamente rare nella Via Lattea, ma comuni nelle galassie che formano stelle più attivamente rispetto alla nostra, come le galassie nell’Universo remoto e le galassie interagenti. In passato, anche la nostra Galassia ha attraversato fasi di intensa attività stellare, in cui gli ambienti “starburst” erano sicuramente più comuni. In tal senso, questo studio permetterà di comprendere meglio i processi di formazione stellare e planetaria in diverse epoche evolutive della Via Lattea, e il modo in cui l’ambiente di formazione stellare possa influenzare sia la formazione che l’evoluzione di stelle e pianeti.

Dunque, se ho ben capito, il suo  progetto EWOCS intende studiare la formazione e l’evoluzione di stelle e pianeti negli ammassi starburst?

Esattamente, e a questo scopo, in qualità di Investigatore Principale del progetto, ho riunito un team internazionale di 31 astronomi, di 17 istituti diversi, esperti in vari campi, che vanno dalle stelle giovani a quelle massicce. La prima regione di tipo “starburst” che verrà studiata in seno a questo progetto è Westerlund 1, l’ammasso stellare giovane di tipo “starburst” più vicino al Sole (a una distanza di circa 13000 anni luce), per il quale ho ottenuto due prestigiosi progetti con il satellite della NASA Chandra (che opera nei raggi X) e ora con JWST.  

Dott. Guarcello, ci risulta che prima di guidare il progetto EWOCS, lei abbia già partecipato a diversi progetti internazionali con ruoli di notevole responsabilità.

In effetti, nel programma “Chandra Cygnus OB2 Legacy Project”, a guida CfA, mi sono occupato dello studio delle stelle giovani nell’associazione stellare Cygnus OB2 e ho preso parte al “Coordinated Synoptic Investigation of NGC2264”, guidato da astronomi dell’istituto Caltech/IPAC in Florida dedicato a studi di variabilità e a stelle giovani. 

È corretto affermare che, dal 1957 ad oggi, sono stati lanciati in orbita intorno alla terra 11.370  satelliti artificiali? Cosa perderemmo subito se venissero di colpo eliminati? E che fine fanno quando non funzionano più? 

Il dato che lei ha citato è in effetti quello pubblicato dall’E.S.A. Naturalmente, molti non sono più funzionanti e se ne considerano attivi circa 4.000. I satelliti artificiali hanno garantito la fruibilità di qualsiasi informazione in tempo reale e in qualunque parte del mondo. Senza di essi non avrebbe più alcun senso l’uso del cellulare, la tv, molte auto, i sistemi di controllo, non potremmo viaggiare in aereo, né in treno o in nave, ma questo giusto per citare solo i servizi  più vicini al nostro quotidiano. Insomma assisteremmo a un’involuzione che ci troverebbe davvero impreparati. In merito all’ultima parte della domanda, si stima che in orbita siano rimasti almeno 34.000 frammenti significativi di satelliti ormai distrutti. Malgrado non rappresentino un grosso pericolo per la terra, protetta dall’atmosfera, è pur vero che nello spazio diventano velocissimi proiettili in grado di danneggiare anche le tecnologie attive più sofisticate. Purtroppo non esiste una normativa internazionale che disciplini in maniera chiara la responsabilità delle agenzie spaziali e, eccezion fatta per le principali, quali NASA ed ESA che hanno attivato procedure di autoregolamentazione, altre agenzie minori e più giovani, possono in effetti rappresentare un certo pericolo per la salute del nostro pianeta. 

Lei ama molto confrontarsi con studenti e giovani di tutte le età. A muoverla è l’intento di rendere divertente e affascinante il risultato di studi così complessi?

Sì, proprio così. Posso, in effetti, affermare di essere un divulgatore piuttosto attivo e in continuo contatto con le scuole e il grande pubblico. Mi occupo regolarmente della redazione e della pubblicazione di notizie e articoli per il sito e il canale Youtube dell’Osservatorio Astronomico di Palermo, per il sito di Media INAF (la redazione giornalistica dell’INAF), oltre che sui vari social. L’astrofisica, si sa, è una materia estremamente affascinante e ricca di un mistero che merita, indubbiamente, di essere diffuso e conosciuto.

Dott. Guarcello, grazie per la Sua disponibilità.

Grazie a Lei, Caterina.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here