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Un telescopio gigante alla ricerca di nuovi pianeti

Ogni 10 anni, gli astronomi e gli astrofisici statunitensi pubblicano un rapporto per stabilire le nuove linee guida per il prossimo decennio di ricerca in astronomia e astrofisica. 

di Tatyana Woodall 05-11-21
La National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine ha appena pubblicato un documento, in cui viene definita una nuova traiettoria per l'esplorazione spaziale moderna. Astro2020, lo studio decennale attinge da centinaia di white paper e diversi anni di deliberazioni elaborate da più di 13 sottogruppi. Il rapporto di 600 pagine etichetta tre priorità scientifiche chiave per il prossimo decennio e appoggia l'idea che gli Stati Uniti investano in due grandi progetti: il Giant Magellan Telescope e il Thirty Meter Telescope. 

Nel documento si afferma che senza un importante investimento federale statunitense, entrambi i progetti sembrano destinati a fallire, ma non dice quanti nuovi investimenti sarebbero necessari. Gabriela Gonzalez, professoressa di fisica e astronomia alla Louisiana State University, sostiene che il rapporto fornisce un piano fattibile che considera sia l’aspetto dei costi sia il sostegno che dovrebbe venire dalla comunità.

Tre priorità scientifiche chiave

Molti esperti saranno felici di sapere che l'interesse iniziale per i sistemi esoplanetari non svanirà presto. Uno dei tre punti chiave contenuto nel rapporto di quest'anno è identificare e caratterizzare i pianeti simili alla Terra al di fuori del nostro sistema solare. Anche se gli esopianeti sono un argomento di discussione popolare da oltre due decenni, le nuove iniziative si dovrebbero concentrare in particolare sulla ricerca di mondi abitabili. 

La vita sulla Terra ha radicalmente alterato l'atmosfera del pianeta e i ricercatori vogliono cercare tracce simili altrove per determinare se altri pianeti hanno sviluppato i componenti giusti per supportare la vita complessa. Con la spettroscopia, che esamina il modo in cui la materia e la luce interagiscono, gli astronomi inizieranno ora a studiare le atmosfere di grandi mondi caldi per prove di biofirme o segni di vita su altri pianeti.

La seconda priorità consiste nel cercare di capire cosa è successo durante i primi istanti del nostro universo sondando la natura dei buchi neri, delle nane bianche e delle esplosioni stellari. Attraverso progetti come il lancio della Laser Interferometer Space Antenna, una sonda spaziale futura che rileverà e misurerà le onde gravitazionali, la ricerca in questo settore potrebbe aiutare gli scienziati a scoprire nuovi dati della fisica e affinare la nostra comprensione delle misurazioni astronomiche.

La terza priorità è relativa alle origini e all'evoluzione delle galassie e al tentativo di determinare come questi sistemi astronomici sono intrecciati. In particolare, i ricercatori vogliono utilizzare la spettroscopia per studiare le diverse strutture che compongono gli ambienti intorno alle galassie.

Un nuovo modo di pianificare le missioni

Nel rapporto si sostiene anche che la NASA dovrebbe creare un nuovo programma per cambiare il modo in cui i progetti sono pianificati e sviluppati. “Invece di raccomandare e approvare missioni che richiederanno così tanti anni”, afferma González, “chiediamo alla NASA di creare una linea che chiamiamo Great Observatories Mission and Technology Maturation Program per progettare e sviluppare la tecnologia per le missioni prima di approvarle".

Questo programma svilupperebbe tecnologie con anni di anticipo rispetto a quando sarebbero state previste per qualsiasi missione spaziale e fornirebbe controlli e revisioni in fase iniziale lungo il percorso. Di solito questo processo inizia quando viene raccomandata una missione, ma questo programma mira a dimezzare il tempo tra la fase di raccomandazione e quella del lancio.

Considerando il tempo e il denaro necessari per arrivare a stabilire una missione, suggerisce il rapporto, un nuovo approccio potrebbe aiutare ad aumentare il numero di progetti su larga scala su cui la NASA potrebbe lavorare contemporaneamente. “Il problema”, dice González, “è avere le risorse e il supporto giusti il prima possibile”.

La prima missione ad entrare nel nuovo programma sarà un telescopio spaziale che utilizzerà immagini ad alto contrasto per fornire nuovi dati sugli esopianeti, in linea con le principali priorità di Astro2020. Significativamente più grande del telescopio spaziale Hubble, sarà in grado di osservare i pianeti più lontani dalla loro stella di un fattore di almeno 10 miliardi. 

Il nuovo telescopio cambierà profondamente il modo in cui gli astronomi vedono l'universo conosciuto. Oggi, il costo stimato per il progetto è di circa 11 miliardi di dollari e, se approvato dalla NASA, un potenziale lancio non è previsto fino ai primi anni 2040.

Per gli osservatori terrestri, la raccomandazione principale del comitato è di continuare a investire nel programma statunitense Extremely Large Telescope, che attualmente è composto da tre elementi: il Giant Magellan Telescope in Cile, il Thirty Meter Telescope alle Hawaii e il National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory della National Science Foundation, con sede in Arizona.

Astro2020 raccomanda inoltre di sostituire il Very Large Array di Karl Jansky e il Very Long Baseline Array con il Very Large Array di nuova generazione, un osservatorio radio molto più sensibile, da costruire entro la fine del decennio. Il rapporto afferma che il successo di ciascuno di questi progetti è essenziale se gli Stati Uniti sperano di mantenere la propria posizione di leader nell'astronomia terrestre.

(rp)