Alla ricerca delle nostre origini cosmiche…

Dopo aver trascorso la prima notte a San Pedro de Atacama, partiamo alla volta dell’Osservatorio ALMA dell’ESO. Ci rechiamo alla fermata del bus che ci conduce dopo circa 70 Km al gate dell’Osservatorio dove ci accoglie il cane guardia del sito.

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Fido all’ALMA gate

Dopo un’accurata annusata attorno al nostro bus, fido ci fa entrare e proseguiamo fino al campo base. Continuamo a salire sino a raggiungere i 2900 metri di altitudine attorniati dall’immancabile panorama desertico.

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Panorama desertico durante l’ascesa verso il campo base 2900 mt.

Arriviamo finalmente al campo base ove vi sono gli edifici con le control rooms e le officine per la manutenzione delle antenne.

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Sullo sfondo il campo base

Ma a questo punto vi state chiedendo ma cos’è l’ALMA? In lingua spagnola significa “anima” ma è l’acronimo di “Atacama Large Millimeter-submillimeter Array”. E’ un telescopio modernissimo creato per studiare la luce proveniente da alcuni dei più freddi oggetti dell’Universo. Questa luce ha lunghezze d’onda di circa un millimetro, fra la luce infrarossa e le onde radio, ed è perciò conosciuta come radiazione millimetrica e submillimetrica. ALMA è composta da 66 antenne di alta precisione, disseminate a distanze che raggiungono i 16 chilometri. Ma perchè costruire un telescopio di queste proporzioni proprio qui?

La radiazione millimetrica e submillimetrica apre una finestra sull’enigmatico Universo freddo, ma i segnali provenienti dallo spazio sono fortemente assorbiti dal vapore acqueo presente nell’atmosfera terrestre. Per questo i telescopi per questo tipo di astronomia devono essere costruiti in siti elevati e secchi, come quello di 5000 metri dell’altopiano di Chajnantor, il sito del più alto osservatorio astronomico sulla Terra.

Il sito di ALMA, circa 70 kilometri a est di San Pedro di Atacama, nel nord del Cile, è uno dei luoghi più secchi della Terra. Gli astronomi vi trovano condizioni ineguagliabili per l’osservazione, ma devono gestire un osservatorio di frontiera in condizioni molto difficili. Il Chajnantor è 750 m più in alto dell’Osservatorio di Mauna Kea, e 2400 metri più in alto del VLT sul Cerro Paranal.

L’accesso ai visitatori è consentito esclusivamente al campo base, in quanto al plateau ove sono installate le antenne a 5000 mt. è accessibile solamente al personale di manutenzione e agli ingegneri. Nello spazio riservato alla manutenzione troviamo una delle antenne che è stata trasportata dai 5000 mt. ai 2900 mt.

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Antenna da 12 mt. di diametro

Queste antenne costituite da acciaio e alluminio e fibra di carbonio CFRP, vengono trasportate utilizzando mezzi eccezionali che viaggiano alla velocità di 20 Km/h.

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Mezzo di trasporto delle antenne

Andiamo ora all’interno della control room ove i segnali raccolti dalle antenne vengono elaborati e visualizzati sugli schermi dei computers.

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Control room con scienziati in un momento di relax

Poi ci soffermiamo sulla console che mostra la situazione delle antenne attualmente in funzione e la weather station che fornisce dati telemetrici sulle condizioni atmosferiche presenti sul plateau a 5000 mt.

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consoles con principali dati di funzionamento delle antenne

Restiamo qualche minuto oltre il previsto perchè cogliamo l’occasione per scambiare quattro chiacchiere con alcuni scienziati presenti nella stanza. E’ un momento molto emozionante per capire da coloro che vivono quotidianamente la ricerca delle risposte fondamentali per la nostra comprensione, quali sono ad oggi le scoperte che inevitabilmente innescheranno nuove domande che saranno la base per le future indagini scientifiche. Salutiamo gli scienziati così cortesi e disponibili e proseguiamo il tour all’interno dell’edificio. Giungiamo ad un laboratorio ove vengono testati e tarati gli strumenti di rilevazione dei segnali. Qui vengono preparati i nuovi strumenti e riparati quelli attualmente in produzione mantenendoli sempre al massimo dell’efficienza.

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Laboratorio per la messa a punto degli strumenti di rilevazione.

Usciamo dall’edificio e ci soffermiamo qualche istante ancora per osservare gli alloggi dedicati al personale dislocato presso l’osservatorio.

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Alloggi per il personale.

La nostra visita è terminata, risaliamo sul bus, scendiamo verso il gate e salutiamo il mitico fido che ci concede un’ultima annusata in segno di saluto. Rientriamo a San Pedro per passare il pomeriggio in totale relax, pronti per le escursioni del giorno seguente.

 

Nel cuore del deserto…

Dopo la visita al Paranal, siamo arrivati dopo quattro ore di automobile a San Pedro De Atacama che si trova alla quota di 2.407 m s.l.m., circa 170 km a ovest del confine con l’Argentina e circa 60 km a sud del confine con la Bolivia.

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La strada principale di San Pedro

San Pedro de Atacama è il principale punto di accesso per il deserto di Atacama, uno dei deserti più aridi del mondo ma non il più caldo, infatti, trovandosi a più di 2.000 metri s.l.m. nella stagione invernale la temperatura di giorno si aggira attorno ai 22 °C mentre di notte può scendere fino a -4 °C. La particolarità del paese è il materiale con cui sono costruite le abitazioni, soprattutto quelle del centro storico, ossia con mattoni adobe.

L’adobe si fabbrica con terra argillosa e acqua, usando uno stampo, lasciato essiccare al sole. Per evitare che si secchi eccessivamente, i mattoni vengono avvolti in un involucro costituito da crine di cavallo. Ha un’importante peculiarità termica che gli permette di mantenere il calore durante l’inverno e rilasciarlo durante l’estate, mantenendo una temperatura fresca in tutte le stagioni. Può sciogliersi con la pioggia, per cui generalmente richiede una manutenzione continua che solitamente si effettua con strati di fango.

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Chiesa coloniale di San Pedro De Atacama

San Pedro è attorniata da giacimenti di quarzo e di rame e si dice che gli abitanti traggano la loro energia positiva da essi. La sua posizione è situata nel cuore di uno degli scenari più spettacolari del Cile settentrionale. Nelle vicinanze si estende la più grande pianura salata del paese, ai cui margini si trovano alcuni vulcani tra cui il più famoso Licancàbur 5916 mt.

La cittadina è talmente piccola che è formata da una manciata di strade pittoresche che convergono verso una graziosa piazza alberata e a una chiesetta veramente da cartolina.

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La piazzetta centrale di San Pedro

 

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Interno della chiesa coloniale  di San Pedro

 

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Altro scorcio della strada principale di San Pedro

Abbiamo respirato un’atmosfera rilassata che ci ha contagiati sin dal nostro arrivo. Sembra che il tempo sia immobile e il paesaggio ci fa sentire come soggetti animati di un fermo immagine di madre natura.

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La casa de Don Tomàs (il nostro albergo)
La giornata sta volgendo al termine il sole scivola dietro al vulcano Licancàbur per lasciare il posto alle stelle che saranno da lì a poco le vere protagoniste del cielo notturno. Domani visita all’Osservatorio ALMA.
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Il tramonto visto da San Pedro.

Diamo i numeri…

Cerchiamo di comprendere ciò che ci circonda attraverso l’utilizzo di unità di misure delle distanze cosmiche. Nella vita quotidiana siamo abituati ad utilizzare come unità di misura delle distanze i centimetri, i metri, i chilometri, etc… Quando ci cimentiamo nella misura delle distanze planetarie o cosmiche abbiamo bisogno di altre unità che possano rappresentare le enormi distanze fra gli oggetti nel cosmo. Iniziamo con la prima unità.

AU (Astronomic Unit)

Viene usata prevalentemente per misurare le distanze planetarie. Corrisponde alla distanza fra la Terra  ed il Sole e ed equivale a 149.597.870 chilometri.

Vediamo ora quale unità possiamo utilizzare per calcolare le distanze stellari.

Parsec (Parallasse secondo)

Con il parsec, si esprimono le enormi distanze tra le stelle. Un parsec equivale a 3,26 anni luce e corrisponde alla distanza dalla quale un osservatore vedrebbe il raggio medio dell’orbita terrestre (cioè una unità astronomica) sotto un angolo di 1 secondo d’arco.

Vediamo ora l’unità di misura delle distanze astronomiche maggiormente utilizzata.

LY (Light Year)

Corrisponde alla distanza che un oggetto percorrerebbe se viaggiasse a velocità uguale a quella della luce nel vuoto  per un anno solare.

Qual’è la formula per calcolare l’anno luce?    S = V * T

300.000 km * 3600 = 1.080.000.000 km  (velocità della luce in un’ora)

1.080.000.000 km *24 * 365 = 9.460.800.000.000 km  (velocità della luce in un anno)

Ora con questi semplici strumenti quantitativi, vediamo il prossimo video che ci mostra le distanze fra gli oggetti celesti nell’universo conosciuto.

Al termine del video avete letto la prima parte del pensiero di Carl Sagan, astronomo e divulgatore scientifico americato. E’ di una poesia struggente e voglio riproporlo interamente in italiano di seguito.

“Guardate ancora quel puntino. È qui. È casa. Siamo noi. Su di esso, tutti quelli che amate, tutti quelli di cui avete mai sentito parlare, ogni essere umano che sia mai esistito, hanno vissuto la propria vita. L’insieme delle nostre gioie e dolori, migliaia di presuntuose religioni, ideologie e dottrine economiche, ogni cacciatore e raccoglitore, ogni eroe e codardo, ogni creatore e distruttore di civiltà, ogni re e suddito, ogni giovane coppia innamorata, ogni madre e padre, figlio speranzoso, inventore ed esploratore, ogni predicatore di moralità, ogni politico corrotto, ogni “superstar”, ogni “comandante supremo”, ogni santo e peccatore nella storia della nostra specie è vissuto lì su un granello di polvere sospeso dentro ad un raggio di sole. La Terra è un piccolissimo palco in una vasta arena cosmica. Pensate ai fiumi di sangue versati da tutti quei generali e imperatori affinché, nella gloria ed il trionfo, potessero diventare i signori momentanei di una frazione di un punto. Pensate alle crudeltà senza fine impartite dagli abitanti di un angolo di questo pixel agli abitanti scarsamente distinguibili di qualche altro angolo, quanto frequenti i loro malintesi, quanto smaniosi di uccidersi a vicenda, quanto ferventi i loro odii. Le nostre ostentazioni, la nostra immaginaria autostima, l’illusione che abbiamo una qualche posizione privilegiata nell’Universo, sono messe in discussione da questo punto di luce pallida. Il nostro pianeta è un granellino solitario nel grande, avvolgente buio cosmico. Nella nostra oscurità, in tutta questa vastità, non c’è nessuna indicazione che possa giungere aiuto da qualche altra parte per salvarci da noi stessi.La Terra è l’unico mondo conosciuto che possa ospitare la vita. Non c’è nessun altro posto, per lo meno nel futuro prossimo, dove la nostra specie possa migrare. Visitare, sì. Abitare, non ancora.Che vi piaccia o meno, per il momento la Terra è dove ci giochiamo le nostre carte. È stato detto che l’astronomia è un’esperienza di umiltà e che forma il carattere. Non c’è forse migliore dimostrazione della follia delle vanità umane che questa distante immagine del nostro minuscolo mondo. Per me, sottolinea la nostra responsabilità di occuparci più gentilmente l’uno dell’altro, e di preservare e proteggere il pallido punto blu, l’unica casa che abbiamo mai conosciuto.”

– Carl Sagan

Nei prossimi post continueremo la nostra avventura in terra cilena tra scienza e natura.

Il miraggio nel deserto…

Dopo l’affascinante visita alle cupole dei telescopi VLT, ci siamo recati alla residenza ove il personale scientifico -e non- trova dimora.

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Vi ricordate il film di James Bond “Quantum of Solace”? Si alcune scene sono state girate all’interno ed anche all’esterno di questa struttura. Le facilities garantiscono alloggi, ristoranti, sale riunioni e la parte svago con piscina, microclima tropicale, palestra, cinema, etc… Alzando lo sguardo verso la cupola in vetro balza subito all’occhio il telone bianco al centro. A cosa serve?

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Al calar della sera dalle 18.30 in poi il telone viene dispiegato e copre l’intera cupola. Questo impedisce alla luce interna di fuoriuscire ed inquinare il buio all’esterno. L’inquinamento luminoso è il nemico numero uno per le osservazioni astronomiche e nel sito del Paranal anche le luci dei fari delle automobili possono dare fastidio.

E’ arrivato il momento di lasciare il sito e proseguire il nostro viaggio. Le emozioni provate nel vedere in questo paesaggio marziano l’ingegno umano al servizio della conoscenza sono indescrivibili. Bisogna solcare quelle strade e osservare da vicino quelle cattedrali nel deserto, portavoci di una bramosia di sapere che ha spinto il genere umano sino ai nostri giorni.

A presto Paranal…

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Antofagasta e VLT on Paranal…

Dopo un totale di sedici ore di volo da Roma a Santiago del Cile, ci siamo trasferiti nella città di Antofagasta. E’ una città portuale nel Cile settentrionale che si affaccia sull’Oceano Pacifico. Si trova a circa 1.100 Km a nord della capitale Santiago. E’ una cittadina di lavoratori minerari e di pescatori. A noi non ha entusiasmato molto ma è anche vero che abbiamo pernottato e il giorno seguente siamo andati a visitare l’osservatorio astronomico Paranal.

Osservatorio Astronomico Paranal

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La nostra prima meta in terra cilena. Situato sul Cerro Paranal, nel deserto di Atacama(120 km a sud di Antofagasta), è stato realizzato e gestito dall’European Southern Observatory. Il Cerro Paranal è una montagna alta 2635 metri, situata a 12 km dalla costa sull’Oceano Pacifico, che si trova in una delle zone più secche di tutto il pianeta.

Dopo la consueta registrazione di rito al gate d’ingresso entriamo in questa struttura ove è possibile vedere delle gigantografie di paesaggi cosmici e ritiriamo anche il caschetto di sicurezza necessario per il proseguo della visita.

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Dopo un breve tragitto in macchina arriviamo finalmente al plateau dove troneggiano le cupole che contengono al loro interno i telescopi da 8.2 mt di diametro.

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Le guide ESO ci dividono i due gruppi: uno in lingua inglese l’altro in lingua spagnola. Dopo la recita delle safety policies, indossiamo i caschetti e ci addentriamo nel cuore di uno dei quattro telescopi. Entrati nella cupola, saliamo una scaletta in ferro e raggiungiamo una pedana da dove possiamo vedere lo specchio primario del telescopio.

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Spesso solo 18 centimetri, è troppo sottile per mantenere la propria forma da solo. A tale scopo esso è sorretto da 150 pistoncini idraulici che ne aggiustano la forma ogni volta che il telescopio viene mosso in una nuova direzione. Tali dispositivi fanno parte della cosiddetta ottica adattiva il cui obiettivo è quello di correggere gli errori introdotti dalle turbolenze atmosferiche. Tornando di nuovo a terra possiamo osservare lo specchio secondario ove vengono focalizzate le onde dello spettro elettromagnetico nella banda del visibile provenienti dal primario.

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Nella parte inferiore della struttura si trova l’elettronica contenete la camera CCD (Charge-Coupled Device) e nella parte evidenziata in rosso vedete i cavi che partono dai rilevatori laterali e finiscono nelle camere sotterranee ove i raggi luminosi provienti dalle stelle finiscono in un labirinto di specchi e dispositivi elettronici che compongono il sistema di interferometria.

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Nella foto seguente si nota uno scorcio di uno dei sensori laterali di cui vi parlavo.

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Il sistema di interferometria consente agli astronomi di vedere dettagli fino a 25 volte più fini rispetto a quelli osservabili con i singoli telescopi. Nel VLTI i fasci di luce sono combinati per mezzo di un sistema complesso di specchi in tunnel sotterranei che devono mantenere uguali i percorsi del segnale luminoso a meno di 1/1000 mm lungo un percorso di oltre cento metri. Con questo tipo di precisione il VLTI può ricostruire immagini con una risoluzione angolare del millesimo di arcosecondo, equivalente a distinguere i fari di un’automobile alla distanza della Luna. I telescopi di 8,2 metri di diametro possono essere usati anche individualmente. Con un telescopio di questa dimensione si possono ottenere immagini di corpi celesti fino a magnitudine 30 con un’esposizione di un’ora. Questo corrisponde a vedere oggetti che sono quattro miliardi di volte meno luminosi di quelli che possono essere visti a occhio nudo.

Finita la visita all’interno della cupola, passiamo nella control room dove gli astronomi possono visualizzare le immagini raccolte dai telescopi.

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All’interno della control room vi sono quattro isole e ognuna di esse si riferisce ad uno dei quattro telescopi. Una quinta isola è dedicata ai projects managers che si alternano a seconda dei progetti scientifici in corso in un determinato momento. Ritornati sul plateau osserviamo anche i quattro telescopi ausiliari da 1.8 mt di diametro.

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Questi telescopi si muovono su binari e possono assumere diverse configurazioni a seconda di quanto richiesto dagli astronomi e dal particolare progetto in corso.

Per adesso un saluto dal tempio del telescopio più grande del mondo. Nel prossimo post vedremo l’oasi nel deserto ove gli astronomi possono rilassarsi, incontrarsi, discutere etc…

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Il lungo viaggio inizia con un singolo passo…

Nel primo post ho pubblicato il video del cielo stellato nel deserto di Atacama. Perchè? La risposta è molto semplice. E’ il luogo meno umido della Terra! Pensate che è meno umido in media del 95% rispetto ad altri luoghi! E’ il paradiso degli astronomi e degli astrofili, ma è anche il luogo ove ognuno di noi si può sentire al centro dell’universo. La sensazione di immenso che si prova alzando lo sguardo al cielo durante le notti nel deserto è impressionante. Personalmente ho visitato quei luoghi e vi assicuro che rappresentano il punto da cui possiamo unirci al resto dell’universo. Non a caso le maggiori agenzie spaziali tra cui l’ESO (European Southern Observatories) hanno costruito negli anni diversi siti astronomici per l’osservazione del cielo nelle varie bande dello spettro elettromagnetico. Nei prossimi post, daremo degli strumenti di base per poter comprendere appieno le meraviglie del cosmo e il racconto sarà costellato di fotografie che abbiamo scattato io e mia moglie durante il nostro viaggio in Cile inseguendo le stelle…

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Deserto presso San Pedro de Atacama, Cile

Iniziamo l’avventura…

Questa storia inizia quando da bambino alzavo lo sguardo verso il cielo d’inverno e la dominanza della costellazione d’Orione nella volta celeste mi impressionava. Nel buio della notte guardavo con estasi quello spettacolo e la mia fantasia galoppava come non mai. Da allora sono passate molte primavere come dicevano gli indiani d’america e una dopo l’altra mi hanno accompagnato nel percorso di comprensione di ciò che ci circonda. Tutti noi siamo astronomi basta sollevare lo sguardo al cielo e contemplare le meraviglie del cosmo. Come dice Neil deGrasse Tyson “Noi non siamo nell’universo ma l’universo è dentro di noi”.