giovedì 11 dicembre 2014

LA LUCE OSCURA CHE CADE DALLE STELLE, INSEGUENDO L'OMBRA DELLA LUNA

DIRETTA STREAMING qui oggi Giovedì 11 dicembre 2014 dalle ore 17,45 dal Teatro Colosseo di Torino (ingresso libero) per il 29° ciclo di conferenze dei GIOVEDISCIENZA organizzato da Centro Scienza, di cui Gravità Zero è media partner, con l'astrofisico PIERRE LÉNA, Académie des Sciences (France), Presidente della Fondazione La main à la pâté - In collaborazione con l’Ambasciata di Francia in Italia.

 Eclissi di Sole, vista aerea - Shutterstock 

AVVENTURE DI UN ASTROFISICO SUPERSONICO di Pierre Léna

Lʼultimo mezzo secolo ha visto aprirsi il cielo! Fino ad allora, la luce visibile, a cui gli uomini sono sensibili, era lʼunica in grado di rivelare le profondità del cielo con il Sole, i pianeti, le stelle e le galassie. Ora i raggi infrarossi, ultravioletti e numerosi altri ancora - noti da tempo tra i fisici - sono diventati accessibili agli strumenti dellʼastronomo, installati su montagne elevate o nello spazio attorno alla Terra. Nasce così, negli anni ʼ70, lʼastronomia dellʼinfrarosso, un nuovo continente da esplorare.

Dopo aver montato un telescopio su un bireattore Caravelle, siamo saliti molto in alto per osservare le nubi molecolari, questi aggregati freddi di gas e polvere dove nascono le nuove stelle della nostra Galassia. È successo molto prima che lʼEuropa potesse disporre di un osservatorio nello spazio. Questʼultimo, lʼInfrared Space Observatory (ISO), sarà lanciato solo nel 1995 dallʼAgenzia spaziale europea e moltiplicherà il numero delle scoperte.

Le missioni aeree, gestite tecnicamente dallʼOsservatorio di Parigi, ebbero un corollario inaspettato. Nel giugno del 1973, si verificò unʼeclissi solare nellʼAfrica a Sud del Sahel, in circostanze particolarmente favorevoli alle osservazioni astronomiche. Venne lʼidea allora di strumentare a questo scopo il Concorde 001, un prototipo dellʼaereo commerciale di linea che più tardi sarà utilizzato da Air France e BAC. Volare nellʼatmosfera a 17.000 m, a una velocità doppia rispetto a quella del suono, permetteva di seguire lʼombra della Luna durante il suo spostamento da Ovest a Est, e di far durare il tutto - finché il Sole non era completamente nascosto dalla Luna - 74 minuti. Quel giorno, gli otto scienziati a bordo, con i loro strumenti di studio della corona solare e del suo irraggiamento infrarosso, videro unʼeclissi solare dieci volte più lunga di quanto non fosse mai stato visto dal suolo terrestre. Questo record straordinario, merito di un equipaggio dʼeccezione con il celebre pilota collaudatore André Turcat, è tuttora imbattuto.

Tuttavia, non tutto si gioca nello spazio, perché anche le montagne elevate, permettono, almeno parzialmente, di visualizzare le radiazioni infrarosse. Intorno al 1980, lʼEuropa decide di dotarsi di un potente telescopio terrestre. Ideato e realizzato dallʼEuropean Southern Observatory (ESO), si chiamerà il Very Large Telescope e si aprirà nel 1998 alle luci celesti, nel deserto cileno di Atacama. Insieme ad altri quattro paesi europei, la Francia e lʼItalia, rappresentata dai professori Franco Pacini dellʼOsservatorio di Arcetri e Giancarlo Setti dellʼuniversità di Bologna, ebbero un ruolo fondamentale nella progettazione e realizzazione di questo telescopio, o meglio di questi telescopi, dal momento che oggi il VLT si compone di quattro strumenti con specchi di 8,20 m di diametro, completati da altri quattro, mobili, con specchi di 1,8 m - uno dei più grandi osservatori al mondo per le luci visibili e infrarosse.

Si presentarono allora nuove sfide. Come sfruttare la capacità di questi grandi specchi per ottenere immagini di grandissima finezza, capaci di evidenziare dettagli fino a quel momento inaccessibili ai telescopi di diametro inferiore? Come fare, data lʼagitazione dellʼatmosfera della Terra, quella che fa brillare le stelle, muove le immagini in modo apparentemente irrimediabile? Fu alla fine degli anni ʼ80, nel 1989, che nacque una tecnica apparentemente miracolosa, la cosiddetta ottica adattiva astronomica. Fu il frutto di una collaborazione stretta tra lʼOsservatorio di Parigi, lʼOffice national de recherches aérospatiales (ONERA) e lʼESO. Essa cambiò le prestazioni dei telescopi installati sulla Terra rendendo possibili immagini di una finezza a quellʼepoca considerata inaccessibile.

Questa tecnica, ormai mondialmente accettata e diffusa, ottiene grandi successi. Vale la pena citarne due tra i più importanti. Si riferiscono a due campi estremamente appassionanti dellʼastrofisica contemporanea: i buchi neri e gli esopianeti. Con il VLT dotato dellʼottica adattiva per le osservazioni nellʼinfrarosso, Reinhard Genzel e i suoi collaboratori al Max Planck Institute für extraterrestrische Physik di Garching, vicino a Monaco, hanno potuto evidenziare la presenza di un buco nero massiccio al centro della nostra Galassia, la Via Lattea. La sua massa è 3 milioni di volte più grande di quella del Sole. Tranquilli, non inghiotte tanto la materia che lo circonda, piuttosto trascina le stelle vicine in una sorta di girotondo a velocità folli. In questo modo, offre agli astrofisici un laboratorio vicino alla Terra - a una distanza di soli 30 000 anni-luce - dove studiare nel dettaglio, fondandosi sulla relatività generale, i fenomeni generati da una gravità straordinariamente intensa.

Il secondo successo è opera di Anne- Marie Lagrange e della sua équipe dellʼOsservatorio di Grenoble, non lontano da Torino. Nel 1995 si scopre, con un metodo indiretto ma inoppugnabile, il primo esopianeta attorno alla stella 51 Pegasi. Da quel momento, seguono numerose scoperte di questi oggetti, al punto che nel dicembre 2014, gli esopianeti identificati nella Galassia sono 1853, e formano 1152 sistemi planetari. Probabilmente la stragrande maggioranza delle stelle della galassia possiede dei sistemi planetari di incredibile diversità, e lo stesso vale per le altre galassie. Con lʼottica adattiva VLT, costruita in buona parte a Grenoble, Anne-Marie Lagrange nel 2005 produce la prima immagine di un esopianeta e, da quel momento, ne seguono molte altre, che mostrano questi oggetti che si spostano intorno alla loro stella, come Giove o la Terra intorno al Sole.

La passione del cielo, della scienza può occupare i giorni e le notti di una vita intera, ma cosa sarebbe se non fosse trasmessa anche agli altri, agli studenti in primo luogo, ma anche ai bambini? Il fisico Georges Charpak nel 1992 ricevette il premio Nobel per il lavoro svolto presso il Centro Europeo di Ricerche Nucleari, vicino a Ginevra. Decise di mettere la gloria al servizio dellʼeducazione per suscitare la curiosità, lʼimmaginazione, il piacere della scoperta scientifica nei bambini. Ventʼanni fa, con lʼAccademia delle scienze in Francia, creò La main à la pâte (Mani in pasta). Il movimento si diffuse rapidamente oltre le frontiere francesi e da quel momento riunisce numerosi scienziati francesi che vi aderiscono assiduamente. In Italia, lʼAccademia dei Lincei e Scientiam Inquirendo Dicere seguono questo orientamento a favore di una scienza realmente condivisa, accompagnando i maestri e avvicinandoli alla scienza viva, affinché a loro volta imparino a far brillare di gioia per la scoperta gli occhi dei bambini.

Pierre Léna




L'astrofisico Pierre Léna
Pierre Léna è tra i più illustri astrofisici francesi. Professore allʼUniversità di Parigi, ricercatore al Centro Studi Spaziali di Meudon e dal 1991 socio dellʼAcadémie des Sciences, ha contribuito ad aprire una nuova finestra sullʼuniverso, quella della radiazione infrarossa, ed è diventato famoso nel mondo per aver osservato una eclisse totale di Sole a bordo dellʼaereo supersonico “Concorde” volando a 2,2 volte la velocità del suono, ciò che ha permesso di inseguire lʼombra della Luna sulla Terra e quindi di prolungare lʼeclisse totale fino a unʼora e un quarto, mentre normalmente non si va oltre i 3-4 minuti. Eʼ stato inoltre un pioniere dellʼottica adattiva, tecnica che, grazie a un computer, adatta in tempo reale il telescopio in modo che formi la migliore immagine possibile. 

Pierre Léna è anche molto interessato alla diffusione della scienza. In collaborazione con il premio Nobel Georges Charpak ha avviato e tuttora dirige il progetto “La main à la pâte” rivolto agli allievi delle scuole primarie: un approccio didattico e pedagogico che fa leva sullʼesperienza come punto di partenza dellʼapprendimento scientifico.

Lʼastronomia infrarossa è un campo di ricerca in rapida espansione perché consente di comprendere la nascita delle stelle, la formazione dei sistemi planetari e le proprietà delle nebulose sparse nelle galassie. Il futuro telescopio spaziale, che nel 2018 succederà a “Hubble”, è progettato per dare le migliori prestazioni nella banda infrarossa.

PER SAPERNE DI PIÙ

Pierre Léna, Lʼespace pour lʼhomme, Flammarion, Paris (1993)
Georges Charpak, Pierre Léna, Yves Quéré, LʼEnfant et la science. La main à la pâte, O. Jacob, Paris (2005)
Pierre Léna (coord.) LʼObservation en astronomie, Ellipses, Paris (2009)
Pierre Léna. Enseigner cʼest espérer, Le Pommier, Paris (2012)
Pierre Léna. Concorde 001 et lʼombre de la Lune, Le Pommier, Paris (2014)

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