Il primo Small-Sized Telescope (SST) destinato al sito sud del Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) è pronto a lasciare l’Italia. Il 18 settembre 2026, nella sede di Dal Ben S.p.A. a San Stino di Livenza, in Veneto, abbiamo visto da vicino il telescopio poco prima che venisse chiuso nelle casse che lo porteranno in Cile.

Questo è il primo di una serie di SST che verranno installati a CTAO-Sud, nel deserto di Atacama. Insieme agli altri telescopi dell’array contribuiranno a costruire quello che diventerà il più grande e avanzato osservatorio terrestre dedicato all’astronomia gamma. CTAO sarà infatti distribuito tra due siti: CTAO-Nord, a La Palma nelle Isole Canarie, e CTAO-Sud, in Cile.

I suoi telescopi non osserveranno direttamente i raggi gamma. Quando un fotone gamma di altissima energia entra nell’atmosfera terrestre, genera una cascata di particelle secondarie che produce un brevissimo lampo di luce Cherenkov. È questa luce che viene raccolta dai telescopi, permettendo agli astronomi di ricostruire la direzione e l’energia del fotone originario e, quindi, studiare alcuni dei fenomeni più energetici dell’Universo.

In questo progetto l’Italia ricopre un ruolo importante. La sede centrale di CTAO si trova a Bologna e l’Istituto Nazionale di Astrofisica, tra le altre cose, coordina la collaborazione internazionale che ha sviluppato gli SST, mentre la loro realizzazione industriale è affidata a Dal Ben.

Durante l’evento abbiamo parlato con Roberto Ragazzoni, presidente dell’INAF, per approfondire il contributo italiano al progetto e capire cosa renderà CTAO diverso dagli osservatori gamma che lo hanno preceduto.

Dalla costruzione dei telescopi alla scienza, il contributo italiano

Qual è il contributo dell’INAF al progetto CTAO?

“Innanzitutto abbiamo il quartier generale di CTAO a Bologna. Poi c’è il contributo alla progettazione e alla costruzione dei telescopi. L’array è composto da telescopi di dimensioni diverse: l’INAF ha un ruolo importante negli Small-Sized Telescopes, quelli che stiamo vedendo qui da Dal Ben, ma anche nei Large-Sized Telescopes destinati al Cile.

Naturalmente c’è poi tutta la parte scientifica, che è più difficile quantificare. Sono coinvolti ricercatori di diversi istituti INAF e delle università italiane, da Roma a Firenze, Milano e Padova. C’è quindi un’intera comunità che contribuirà anche all’analisi e allo sfruttamento scientifico dei dati.”

Una parte importante di questo lavoro riguarderà anche la possibilità di combinare le osservazioni di CTAO con quelle di altri strumenti. Il Prof. Ragazzoni fa una distinzione tra le sorgenti che emettono raggi gamma in maniera persistente, che possono essere osservate puntando il telescopio nella loro direzione, e i fenomeni transienti, che compaiono improvvisamente nel cielo e richiedono una risposta molto più rapida.

“Possiamo per esempio puntare verso la Nebulosa del Granchio e osservare i raggi gamma che provengono da quella sorgente. Ma una delle parti più interessanti oggi è quella dei fenomeni transienti: improvvisamente può arrivare un segnale da una certa direzione del cielo e bisogna riuscire a osservarlo rapidamente con strumenti diversi.

Per questo si costruisce una rete che comprende telescopi nei raggi X, gamma e radio: quando viene rilevato un evento importante, nel giro di pochi minuti può essere diramato un alert, permettendo ad altri strumenti di puntare verso quella sorgente. Stiamo cercando di far confluire in questo sistema anche i rivelatori di onde gravitazionali, attualmente Virgo e in futuro Einstein Telescope.

Ci sono poi i rivelatori di neutrini, come quello nel Mediterraneo a sud-est della Sicilia. Siamo interessati a tutti i messaggeri del cosmo.”

CTAO, il più avanzato osservatorio per l’astronomia gamma

CTAO non sarà semplicemente un osservatorio composto da telescopi più grandi rispetto a quelli utilizzati finora. La sua capacità osservativa dipenderà soprattutto dal numero di strumenti, dall’area sulla quale saranno distribuiti e dal modo in cui lavoreranno insieme.

Che cosa renderà CTAO più avanzato e sensibile degli osservatori gamma attuali?

“Ci sono principalmente due aspetti. Il primo è l’area di raccolta: avere molti specchi significa poter raccogliere più luce. Il secondo riguarda il modo in cui è stato progettato l’osservatorio, a partire dal grande campo di vista dei telescopi.

Quando un raggio gamma interagisce con l’alta atmosfera produce un cono di luce Cherenkov che, arrivando al suolo, genera un’impronta larga alcune centinaia di metri. Non avrebbe senso costruire un unico telescopio di quelle dimensioni. Si distribuiscono invece molti telescopi su un’area molto grande. In questo modo è possibile campionare bene quella luce e ricostruire con precisione la direzione dalla quale proveniva il raggio gamma.”

Perché CTAO sarà diviso tra un sito nell’emisfero nord e uno nell’emisfero sud?

“Perché da emisferi diversi possiamo osservare regioni diverse del cielo. Ci sono oggetti visibili soltanto dall’emisfero australe e altri accessibili meglio da quello boreale.

Un esempio importante è il centro della nostra Galassia, che si trova nella direzione dello Scorpione. Dall’Italia è visibile, ma rimane relativamente basso sull’orizzonte e soltanto in alcuni periodi dell’anno. Dall’emisfero australe può invece raggiungere altezze molto maggiori nel cielo ed essere osservato più facilmente e più a lungo.”

I due array potranno quindi lavorare indipendentemente su regioni differenti del cielo, mentre i dati confluiranno all’interno della stessa infrastruttura scientifica.

37 telescopi costruiti in Veneto

Gli SST sono i telescopi più piccoli che comporranno CTAO e saranno installati esclusivamente nel sito sud. Ciascuno utilizza due specchi, uno primario di 4.3 metri formato da 18 segmenti esagonali e uno secondario monolitico di 1.8 metri, che concentrano la luce Cherenkov su una camera. Rispetto agli altri telescopi dell’osservatorio, gli SST sono progettati per osservare i raggi gamma alle energie più elevate, e saranno distribuiti su un’area molto ampia di CTAO-Sud.

Dietro agli SST c’è anche un importante contributo dell’industria italiana. A Dal Ben S.p.A. è affidata la realizzazione dei 37 telescopi che verranno installati nel deserto di Atacama, un lavoro che ha coinvolto l’azienda dalla progettazione fino alla produzione, all’assemblaggio e ai test finali.

Durante la visita alla linea produttiva abbiamo parlato con Simone Piras, ingegnere elettronico e Project Manager del progetto SST in Dal Ben, per capire cosa significa costruire in serie strumenti astronomici con requisiti di precisione così elevati.

Quali parti degli SST vengono realizzate qui da Dal Ben?

“Ci occupiamo di tutta la parte meccanica, dell’automazione, del controllo dei quadri elettrici e della movimentazione. Abbiamo seguito la progettazione, la realizzazione, il montaggio e infine il collaudo.
Il nostro lavoro riguarda tutti i 37 SST. Il contratto è stato suddiviso in due fasi: il primo bando era dell’INAF, mentre il secondo del CNRS francese, e Dal Ben si è aggiudicata entrambi.”

Prima di arrivare al telescopio assemblato, ogni SST attraversa quindi una vera e propria linea produttiva. Dal Ben ha sviluppato il processo insieme all’INAF, partendo dalle analisi e dalla progettazione per passare all’acquisto delle materie prime, alla produzione e alle lavorazioni meccaniche, fino all’assemblaggio.

I diversi componenti vengono controllati durante le varie fasi e, una volta completata la macchina, iniziano i test sull’intero sistema, compresi quelli sul software di controllo, sulle interfacce di comunicazione e sui movimenti del telescopio.

Qual è stata la difficoltà maggiore nel costruire questi telescopi?

“Le difficoltà maggiori sono state probabilmente nella fase di progettazione, perché si tratta di una macchina estremamente complessa che deve raggiungere una precisione dell’ordine di pochi secondi d’arco.

Una volta impostata la produzione, però, abbiamo potuto sfruttare una struttura industriale suddivisa in sei unità produttive e procedere molto rapidamente. In circa due anni e mezzo abbiamo realizzato 37 telescopi. Per la prima unità, dalla progettazione al collaudo, è servito invece circa un anno e mezzo.”

Un singolo telescopio SST però non raggiungerà il Cile in quella configurazione. Per affrontare il viaggio via mare viene suddiviso nei suoi principali sottosistemi, che dovranno poi essere rimontati una volta arrivati a destinazione.

Come si prepara un telescopio di queste dimensioni per un viaggio fino al deserto di Atacama?

“Partiamo dallo studio dei principali sottosistemi nei quali può essere suddiviso il telescopio e, sulla base di questi, progettiamo anche le casse necessarie al trasporto. Per un singolo SST ne abbiamo realizzate otto.

Una contiene, per esempio, il corpo inferiore, quindi la base, la forca e i quadri elettrici. Nelle altre trovano posto i sistemi di automazione, gli specchi, i supporti dei contrappesi e gli altri componenti. Per ogni cassa vengono calcolati dimensioni e peso e tutto il processo viene organizzato con il trasportatore nel rispetto delle normative internazionali per il trasporto via mare.

Il telescopio arriverà al porto di Antofagasta, in Cile. Da lì verrà caricato sui camion e trasportato fino al sito in cui sarà installato.”

Quello visto il 18 settembre è quindi il risultato finale di un processo iniziato dalla progettazione e arrivato fino ai test del telescopio completo. Ora comincia una fase completamente diversa: il trasporto in Cile, il successivo assemblaggio sul sito di CTAO-Sud e i test necessari prima della sua entrata in funzione. La prossima primavera, già da marzo 2027, dopo l’arrivo e l’assemblaggio della camera fornita dal Max Planck Institute for Astronomy, sarà sottoposto a diversi test.

Per Dal Ben, la partenza del primo SST rappresenta anche un momento importante dopo oltre due anni di lavoro. “Siamo estremamente orgogliosi di questo progetto” ha concluso Piras. “Per l’azienda rappresenta uno di quei momenti che ne segnano davvero il percorso.”

Ringraziamo il Prof. Ragazzoni e l’Ing. Piras per la loro disponibilità, e l’Istituto Nazionale di Astrofisica per l’invito.