A inizio ottobre, leader scientifici, economici e politici degli Stati Uniti e della Germania si sono riuniti davanti al nuovo prototipo di antenna del next generation Very Large Array (ngVLA).
L’incontro è avvenuto presso lo stabilimento mtex Antenna Technology in Sassonia, Germania. Si è trattato di un primo sguardo a un prototipo di radiotelescopio che un giorno potrebbe diventare parte di uno dei radiotelescopi più grandi e sensibili del mondo, il National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
Cos’è il next generation Very Large Array
Il VLA di nuova generazione è un futuro array interferometrico che avrà una sensibilità e una risoluzione migliore di oltre un ordine di grandezza rispetto ad array già in uso come il Jansky VLA e il radiointerferometro ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile.
Sarà composto da 244 antenne di 18 metri di diametro e da 19 antenne da 6 metri. Studierà frequenze comprese tra 1.2 GHz (corrispondente a 21 cm di lunghezza d’onda) e 116 GHz (2.6 mm).
Questo nuovo interferometro radio è ottimizzato per colmare il divario tra le prestazioni di ALMA, che lavora con lunghezze d’onda di 2 mm e inferiori, e il futuro SKA (Square Kilometre Array) che opererà a lunghezze d’onda che vanno dai decimetri ai metri.
L’ngVLA aprirà quindi una nuova finestra sull’Universo attraverso l’imaging ultrasensibile della linea termica e dell’emissione continua, con una risoluzione di milliarcosecondi. Grazie a queste caratteristiche fornirà allo stesso tempo immagini a banda larga e polarimetria dell’emissione non termica senza precedenti.
L’antenna prototipo
La parabola da 18 metri dell’antenna prototipo presentata ad ottobre è composta da 76 singoli pannelli di alluminio, assemblati a formare un poligono di 8 lati. Lutz Stenvers, amministratore delegato della mtex, ha spiegato:
Questo design consente alla superficie della parabola di resistere a qualunque tipo di sollecitazione, come ad esempio temperature estreme, vento e gravità. Il riflettore manterrà la sua forma precisa deformandosi solo di pochi micron, l’equivalente di tre capelli umani.
Stenvers ha spiegato che la struttura di questa antenna è composta da 724 pezzi, tenuti insieme da 2.500 viti, per un peso complessivo di 43 tonnellate. Questo progetto può essere spedito in più container in qualsiasi parte del mondo, e assemblato in pochissimo tempo.
I 5 obbiettivi del ngVLA
Il ngVLA affronterà molti degli obiettivi dell’astrofisica moderna. In particolare, questo osservatorio è stato progettato per completare cinque obiettivi scientifici chiave, selezionati in seguito ad un processo guidato dalla comunità scientifica.
- Svelare la formazione di sistemi analoghi al Sistema Solare.
Il ngVLA studierà la formazione di sistemi planetari simili al nostro, sondando la presenza di pianeti con raggi orbitali di circa 0.5 Unità Astronomiche a una distanza di 140 parsec dalla Terra (1 parsec corrisponde a 3.26 anni luce). Verranno analizzati anche i dischi circumplanetari e la distribuzione delle particelle di polvere, misurandone il movimento orbitale su scale temporali mensili. - Studiare le condizioni iniziali dei sistemi planetari grazie all’astrochimica.
Il ngVLA rileverà le specie prebiotiche complesse, non ancora osservate, che sono alla base dell’evoluzione chimica degli amminoacidi e altre molecole biogeniche. Il rilevamento di molecole organiche così complesse fornirà importanti indizi sulle condizioni chimiche iniziali per la formazione di sistemi solari e pianeti. - Tracciare i processi di evoluzione delle galassie dal primo miliardo di anni ad oggi.
Grazie alla sua risoluzione, l’ngVLA consentirà di indagare sui gas freddi nelle galassie fino a risalire alle prime epoche cosmiche. Con questi dati si avrà una visione unica di come le galassie accumulano, trasformano ed espellono il gas, rilevando anche le proprietà fisiche e chimiche del gas molecolare nella popolazione galattica locale. - Utilizzare le pulsar del centro galattico per testare la gravità.
Le pulsar nel centro della Via Lattea, grazie alle loro caratteristiche, consentono test qualitativamente nuovi delle teorie della gravità. Offrono infatti l’opportunità di approfondire la storia della formazione stellare, l’evoluzione stellare. La combinazione di sensibilità e gamma di frequenze di questo array consentirà di sondare molto più a fondo la popolazione di pulsar presente nella nostra galassia. - Comprendere la formazione e l’evoluzione dei buchi neri stellari e supermassicci.
Il ngVLA sarà lo strumento perfetto per la caccia ai buchi neri. Sarà infatti in grado di effettuare rilevamenti di resti di stelle massicce e di buchi neri supermassicci che si nascondono nei centri galattici. L’imaging ad alta risoluzione riuscirà a mettere in risalto i buchi neri a bassa luminosità nel nostro Universo locale rispetto alle fonti di fondo, fornendo informazioni sulla loro formazione e crescita.
Sebbene l’ngVLA sia stato progettato per raggiungere questi cinque obiettivi scientifici chiave, è concepito come un osservatorio astronomico di ampio utilizzo in grado di rivoluzionare molte altre aree dell’astrofisica.
