CENTRO PER LA RICERCA, LA DIDATTICA E LA DIVULGAZIONE
DELLE SCIENZE ASTRONOMICHE NEL COMUNE DI ISNELLO
(FINANZIAMENTO MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE, DELIBERA CIPE DEL 6 NOVEMBRE 2009)
Il complesso montuoso delle Madonie risulta essere tra i siti osservativi migliori d’Italia. Ne danno
ragione i lavori del prof. Carlo Blanco, astronomo, Dipartimento di Fisica e Astronomia Università
di Catania, condotti negli anni ‘70 del secolo scorso e aggiornati a oggi.
Monte Mufara visto dal laghetto di Mandria del Conte
“Poco dopo la metà del secolo scorso l’Astronomia italiana pensò di dotarsi di un Telescopio
Nazionale della classe di 3 metri di diametro ed avviò la ricerca di una località italiana dove
costruire l’Osservatorio. La nostra penisola si estende parecchio grosso modo da nord, per cui le
condizioni astronomiche del cielo delle sue regioni sono abbastanza differenti fra loro. La scelta
non poteva che cadere sulla Sicilia sia perché la sua latitudine consente una migliore visione del
cielo australe, astrofisicamente più interessante, sia perché, essendo un’isola in mezzo al
Mediterraneo, le perturbazioni atlantiche, che si spostano da nordovest a sudest, scorrono
velocemente su di essa con un moto laminare dovuto alla regolarità dei moti convettivi al di sopra
del loro mare. La scelta era confortata dalle esperienze osservative etnee, iniziate alla fine dell’800
e riprese nei successivi anni ’50 con la costruzione dell’Osservatorio M.G. Fracastoro sul versante
sud dell’Etna, a 1.750 metri di quota. Questo è pur sempre un vulcano attivo per cui anche
adottando precauzioni atte ad impedire la copertura per una malaugurata colata lavica, restano i
fumi e le polveri emesse che, per il 5% di notti annue, disturbano le osservazioni. La scelta si
orientò sulle Madonie, in particolare su Piano Battaglia, un altipiano con un’altezza media di
1.600 metri che raggiunge quote vicine ai 2.000 metri (Pizzo Carbonara 1.979, Pizzo Antenna
1.977, Monte Ferro 1.906, Monte Mufara 1.865). Sopralluoghi condotti nell’estate del 1971 dal
Personale dell’Osservatorio Astrofisico di Catania confermano la bontà del cielo, le favorevoli
condizioni ambientali e l’elevato numero di notti di “osservabilità”. … Il cielo è caratterizzato da
un forte scintillio delle stelle nei primi 90 minuti dopo il tramonto, poi le stesse appaiono come
‘stampate’ nel cielo e solo quelle sotto i 30° palpitano appena. … A distanza di quarant’anni, cosa
è cambiato? Poco o nulla. Le condizioni i meteorologiche e di osservabilità del cielo in questo
lasso di tempo analizzate, indicano in media un terzo delle notti annue essere fotometriche (almeno
sei ore continuative di cielo sereno), un terzo parzialmente fotometriche (almeno tre ore
continuative di cielo sereno) ed un terzo non utilizzabili, per copertura nuvolosa. Queste
caratteristiche pongono il cielo delle Madonie ad elevato standard di osservabilità professionale.
Resta il problema dell’inquinamento luminoso. Il contributo di Termini Imerese adesso è molto più
alto dei 2° sull’orizzonte, la base si è estesa a tutta la costa settentrionale e le luci di Palermo
superano le alture di Capo Zafferano. Fortunatamente queste località si trovano a nord nordovest, una direzione astronomicamente poco utile. Alle luci degli insediamenti di tutti i paesi
del Parco, ancora poco intense, si può porre rimedio: per quelle pubbliche seguendo i dettami del
risparmio energetico (schermatura, accensione a tempo, intensità sia luminosa che numerica
variabile, idoneo tipo di lampade, …), per quelle private, regolamentando le luci esterne con
analoghi accorgimenti. La tipologia delle strumentazione osservativa prevista non necessita di
voluminose costruzioni, o grandi opere di sbancamento o strade di accesso. Tuttavia, operando in
una riserva naturale integrale occorrerà intervenire con il minor impatto ambientale possibile.
Sotto questo aspetto Monte Mufara, pur se di minore elevazione, trascurabile ai fini osservativi, si
fa preferire alle altre vette perché la sua sommità presenta sufficienti zone pianeggianti, è
raggiungibile con la funivia e con sentiero sterrato ed è collegata con la rete elettrica. Inoltre è
schermata dalle luci della costa settentrionale dal massiccio di Pizzo Carbonara e Pizzo Antenna.
Queste considerazioni fanno apparire come non arrecante danno la struttura osservativa nel
Parco, la quale, anzi, potrebbe aumentarne l’aspetto della fruibilità, attuale nuova caratteristica
delle Riserve naturali.”
Quelle risultanze vennero riprese poi, sul finire degli anni ’90, dal dott. Mario Di Martino,
astronomo INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, e portarono alla elaborazione di uno Studio
di fattibilità, finanziamento CIPE e della Regione Sicilia per complessivi 250 milioni che validò
l’ipotesi della realizzazione di un Centro di ricerca e di una stazione divulgativa e didattica delle
scienze astronomiche.
Si passò quindi ad una prima stesura progettuale che, nel novembre 2009, ebbe il finanziamento da
parte del CIPE di € 7 milioni 500 mila.
La definitiva elaborazione progettuale è del febbraio 2010. I lavori, per € 3 milioni 500 mila, sono
stati già aggiudicati (Stazione appaltante Provveditorati Interregionale Opere Pubbliche Sicilia e
Calabria) e inizieranno nella prossima primavera.
Si stanno per definire i dettagli per la fornitura delle attrezzature scientifiche.
Un lavoro che in questi ultimi anni ha visto la indispensabile collaborazione di astronomi di chiara
fama nazionale e internazionale che hanno, in uno con le istituzioni e gli Enti di afferenza, validato
dal punto di vista scientifico il Parco astronomico delle Madonie.
Dott. Marcello Coradini
Dott. Mario Di Martino
Dott. Carlo Blanco
Dott. Walter Ferreri
Dott. Piero Bianucci
Prof. Armando Blanco
Dott. Corrado Lamberti
Ing. Stelio Montebugnoli
Dott. Romano Serra
Dott. Flavio Fusi Pecci
Prof. Margherita Hack
Dott. Giovanni Valsecchi
Dott. Roberto Ragazzoni
Dott. Piero Galeotti
Dott. Piero Benvenuti
Dott. Fabio Carniello
European Space Agency, ESA, Paris.
Astronomo INAF- Osservatorio Astrofisico di Torino
Dipartimento di Fisica e Astronomia Università Catania
Astronomo INAF- Osservatorio Astrofisico di Torino
Divulgatore scientifico
Dipartimento di Fisica, Università del Salento, Lecce
Astronomo e divulgatore scientifico
INAF - Istituto di Radioastronomia, Bologna
Astronomo, Dipartimento di Fisica Università di Bologna
Astronomo, INAF-Osservatorio Astrofisico di Bologna
Astronoma, Trieste
IASP – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, Roma
Astronomo INAF – Osservatorio Astrofisico di Padova
Astronomo, Ordinario di Fisica Generale Università di Torino
Agenzia Spaziale Italiana
Direttore Immaginario Scientifico, Trieste
Dott. Fabrizio Bernardi
Dott. Albino Carbognani
Astronomo, Università di Pisa
Astronomo OAVDA (Osservatorio astronomico della Regione
Valle d’Aosta)
Il Centro destinato alla ricerca, alla divulgazione e alla didattica delle scienze astronomiche consiste
di:
1. Stazione di ricerca scientifica
2 telescopi riflettori dotati di specchi primari da 1 metro di diametro in configurazione Ritchey –
Chretien (F8), robotici e fruibili “in remoto”.
La zona prevista per la localizzazione degli strumenti scientifici destinati alla ricerca astronomica è
la sommità di Monte Mufara (Piano Battaglia), a quota 1865 metri s.l.m.
Le osservazioni che verranno effettuate con i 2 telescopi e riguarderanno in particolare le seguenti
principali attività di ricerca:
Scoperta e osservazioni di pianeti extrasolari in orbita attorno a stelle vicine
Schema del transito di un pianeta extrasolare di fronte alla stella compagna.
Un pianeta extrasolare è un pianeta che non appartiene al nostro sistema planetario, ma ad
una stella diversa dal Sole. Al momento, sono noti più di 400 pianeti extrasolari. La maggior parte
degli esopianeti sono stati scoperti tramite metodi di osservazione indiretta, principalmente
spettroscopia e fotometria. A causa dei limiti delle tecniche di osservazione attuali, la maggior parte
dei pianeti individuati sono giganti gassosi come Giove e solo in misura minore pianeti rocciosi
massivi del tipo super-Terra.
Gli esopianeti sono diventati oggetto di crescente interesse scientifico a partire dal 1995, quando fu
confermata, con sicurezza, la presenza di un pianeta attorno alla stella 51 Pegasi, ora noto come 51
Pegasi b. Inizialmente l'individuazione è proseguita lentamente, ma a partire dal 2002, con
l’affinamento dei metodi di osservazione, sono stati scoperti più di 20 pianeti extrasolari all’anno.
A parte la scoperta spettroscopica, possibile solo con telescopi di grande diametro, un metodo di
scoperta, utilizzabile con telescopi di piccolo diametro, è quello fotometrico. Infatti, se un pianeta
transita di fronte alla propria stella, allora è osservabile una lieve riduzione della luminosità della
stella eclissata. L’ammontare della variazione di magnitudine a causa del transito (dell’ordine di
0.01-0.005 magnitudini), dipende dal rapporto fra la dimensione del pianeta e della stella stessa.
Quindi, con la fotometria, oltre alla scoperta del pianeta è possibile risalire al rapporto dei diametri
fra stella e pianeta (cosa non possibile con la spettroscopia) e, naturalmente al periodo orbitale.
Con una batteria di telescopi da 40 cm è possibile osservare più target contemporaneamente,
massimizzando le probabilità di scoperta.
Osservazioni astrometriche, fotometriche e polarimetriche di near-Earth objects
I Near-Earth Objects (NEO) sono piccoli oggetti planetari (asteroidi e comete) la cui orbita
è prossima a quella della Terra (pari o al di sotto delle 0,3 unità astronomiche - UA - 1 UA 0 150
milioni di km) e costituiscono un rischio impatto per il nostro pianeta. Per questo motivo vanno
costantemente monitorati, sia per definire meglio le orbite di quelli già scoperti, sia per individuare
quelli ancora sconosciuti. Al momento, sono noti più di 6.000 NEO, con dimensioni che vanno da
un centinaio di metri sino a circa 30 km (per 1036 Ganymed). Il numero totale potrebbe essere di
qualche decina di migliaia.
Ogni notte le grandi survey asteroidali finanziate dalla NASA (come il Linear o la Catalina Sky
Survey), identificano diversi nuovi NEO che, segnalati al Minor Planet Center di Harvard, vanno
osservati immediatamente (follow-up), da parte degli osservatori proposti, per essere confermati e
ricevere una designazione provvisoria. Le magnitudini di questi oggetti sono tali da renderli alla
portata di un telescopio da 80 cm, inoltre una batteria di telescopi può confermare più NEO
contemporaneamente.
L’osservazione fotometrica di questi oggetti, permetterebbe inoltre di ricavarne il periodo
rotazionale e la forma fornendo preziose informazioni sulla natura di questi oggetti.
Osservazioni fotometriche degli asteroidi Troiani e della Fascia Principale
Gli asteroidi Troiani sono un numeroso gruppo di corpi che condividono l’orbita eliocentrica
con Giove. Prendendo come riferimento Giove, ciascun troiano si trova ad orbitare nei pressi dei
due punti di equilibrio Lagrangiani, L4 e L5, del sistema Giove-Sole. Un motivo fondamentale per
l’osservazione dei Troiani è costituito dal fatto che si tratta di corpi relativamente isolati dalle
interazioni con gli asteroidi di Fascia Principale. Differenze fra le proprietà degli asteroidi della
Fascia Principale e dei Troiani possono gettare luce sui processi di formazione ed evoluzione del
Sistema Solare primitivo, così come sulle caratteristiche fisiche dei Troiani stessi.
Attualmente, i periodi rotazionali conosciuti dei Troiani sono molto pochi. Osservazioni
fotometriche compiute con una batteria di telescopi da 80 cm permetterebbe di aumentare la
statistica in modo consistente in pochi anni.
Naturalmente, nell’ambito di questo programma verrebbe continuato il monitoraggio fotometrico
degli asteroidi della Fascia Principale.
Monitoraggio fotometrico multispettrale di stelle variabili e di nuclei galattici attivi
Un blazar è un sorgente extragalattica altamente energetica, di intensità variabile e molto
compatta associata a un buco nero supermassiccio che si trova al centro di una galassia ospite. Sono
tra i più violenti ed energetici fenomeni nell’universo conosciuto.
I blazar fanno parte di un grande gruppo di galassie attive, dette anche Nuclei Galattici Attivi
(AGN, in inglese). Tuttavia, i blazar non sono un gruppo omogeneo e si possono dividere in due
tipi: i quasar altamente variabili, qualche volta chiamati quasar ottici violentemente variabili
(OVV), che sono solo una piccola porzione tra tutti i quasar, e gli oggetti del tipo BL Lacertae. Il
nome blazar è stato coniato nel 1978 dall’astronomo Ed Spiegel per indicare la combinazione di
queste due classi di oggetti.
Attualmente esiste una collaborazione internazionale, che vede impegnati Osservatori Astronomici
di tutti i continenti, che ha dato origine ad un programma di monitoraggio di questi particolari corpi
celesti, il nome del progetto è “WEBT” cioè Whole Earth Blazar Telescope.
I telescopi da 100 cm di apertura previsti per il PAM (Parco Astronomico delle Madonie)
permetterebbero di effettuare misure fotometriche multibanda in contemporanea dello stesso
oggetto, oppure di seguire contemporaneamente oggetti diversi per un monitoraggio ottico
completo.
Afterglow di gamma-ray e X-ray burst
I lampi di raggi gamma e X sono tra i fenomeni più violenti ed energetici osservati
nell’Universo. Tali fenomeni, osservati da satelliti artificiali, hanno una durata compresa tra pochi
millisecondi e diverse decine di minuti. Di estrema importanza per la comprensione dei meccanismi
che sono alla base di queste improvvise esplosioni è l’osservazione dell’emissione residua associata
a tali eventi in diverse bande spettrali. Una tale attività osservativa può essere svolta in maniera
molto efficiente dai telescopi del PAM grazie al loro elevatissimo livello di automatismo.
Monitoraggio detriti spaziali
Queste attività di ricerca potranno essere condotte da personale dell’INAF e delle Università
italiane, coinvolgendo Enti di ricerca e Università straniere, alcuni dei quali già collaborano nei
campi di ricerca su elencati con gruppi italiani.
Un aspetto molto importante di questa struttura osservativa, grazie al suo alto livello di
automazione, sarà quello di poter essere fruibile “in remoto” con una semplice connessione internet.
Ciò rappresenterà un potente strumento didattico per gli studenti di tutte le Università italiane che
intendono intraprendere la carriera scientifica in campo astronomico.
Oltre all’aspetto puramente astronomico, va considerato che l’altissimo livello di automazione degli
strumenti richiederà sinergie con Istituti di ricerca in campo informatico e robotico e muoverà
interessi di ricerca e applicazioni che potranno avere ricadute in campo industriale e in quello delle
telecomunicazioni.
Una struttura osservativa simile a quella che viene proposta - PROMPT (Panchromatic
Robotic Optical Monitoring and Polarimetry Telescopes) - è stata realizzata dall’Università della
North Carolina presso l’Osservatorio Astronomico di Cerro Tololo (Cerro Tololo Interamerican
Observatory – CTIO) in Cile. Con questi strumenti, oltre all’attività osservativa sopra descritta
effettuata da astronomi professionisti, gli studenti di questa Università svolgono “in remoto” attività
di studio e di ricerca.
Immagini del sistema PROMPT realizzato presso l’Osservatorio Astronomico di Cerro Tololo (Cile).
La realizzazione di un osservatorio di questo tipo in Sicilia permetterebbe di coprire il cielo
dell’emisfero settentrionale, offrendo così una complementarità alla struttura già esistente
nell’emisfero australe. Ciò consentirebbe di osservare tutta la sfera celeste e di avviare e/o allargare
interessanti collaborazioni scientifiche con Istituti e Università straniere.
2. Stazione operativa e di controllo di contrada Mongerrati
dotata anche di foresteria
3. Struttura destinata alla divulgazione e alla didattica
in prossimità del centro abitato di Isnello, in Contrada Fontana Mitri”, dotata di:
-
Planetario digitale e otticomeccanico, con cupola di 10 metri di diametro, con una
capienza di 75 posti, ove potranno essere rappresentati il cielo, il moto dei pianeti, ecc. e
proiettare filmati a carattere didattico – divulgativo.
-
Terrazza osservativa a copertura mobile con 16 strumenti di osservazione
4 telescopi riflettori Schmidt – Cassegrain da 280 mm F/10, completi di montatura a
puntamento automatico e con capacità di lavorare in sincrono con le altre strumentazioni;
4 telescopi rifrattori apocromatici da 150 mm F/8;
4 telescopi binoculari diametro 150 mm, con prismi angolati e ingrandimenti differenziati;
4 strumenti per osservazioni solari.
-
Struttura museale e aule didattiche con fruizione del tipo “interattivo” mediante exhibit
(simulatori idonei a potere effettuare esperimenti pratici di fenomeni fisici e astronomici).
-
Laboratorio solare in cui, tramite un eliostato, potrà essere proiettato su uno schermo nil
disco solare per la sua analisi. Tramite uno spettrografo si potrà ottenere lo spettro della luce
solare.
-
Laboratorio astronomico all’aperto, dotato di orologi solari di vario tipo, di exhibit e di una
antenna radioastronomica di 3 metri di diametro.
Tale struttura sarà una Sede affiliata al Science Centre dell’Immaginario Scientifico di Trieste,
istituzione prestigiosa nel panorama italiano ed europeo che registra ogni anno un numero superiore
a 100 mila utenti, studenti, astrofili, visitatori. Didattica e divulgazione offerta con exhibit,
strumentazioni e kit renderanno immediata e interessante l’informazione scientifica.
La Gavazzi Space ha in corso uno studio per l’Agenzia Spaziale Europea di un sistema ottico volto
alla osservazione dei detriti spaziali per il programma Space Situational Awareness (SSA), che in
una prima fase si concretizzerà nella realizzazione di un prototipo di telescopio a grandissimo
campo ed ha chiesto ospitalità nell’ambito del Parco Astronomico delle Madonie.
L’Osservatorio Astronomico di Brera ha richiesto di installare 3 grandi telescopi, 2 da 1 metro di
apertura e uno da 1,5 nell’ambito del progetto europeo Event, destinati allo studio delle sorgenti
transienti del cielo e per la risposta automatica a trigger di interesse astronomico, lampi di luce
gamma, sorgenti di neutrini, sorgenti di onde gravitazionali.
Questo per dire delle attenzioni che già, ad opera non ancora iniziata, sono rivolte al realizzando
Parco Astronomico delle Madonie.
Per l’accoglienza necessaria, ricercatori, studenti e visitatori, oltre che alle disponibilità presenti in
centro abitato si farà riferimento alla struttura comunale di Mongerrati, oggetto di recupero e
ristrutturazione per finalità ricettive del tipo Ostello della gioventù nell’ambito del turismo sociale e
scolastico e già assistito da finanziamento aggiuntivo PIST “Città a rete Madonie – Termini di €
1.764.101,00.
Il Cielo delle Madonie va considerato una risorsa, un bene ambientale al pari delle altre che
rappresentano l’interesse naturalistico di questo comprensorio ma soprattutto, ho sempre pensato, il
Parco astronomico è una forte occasione di rilancio in termini di cultura dell’intero comprensorio.
Considerare quindi il Cielo come un bene ambientale da rivalutare nell’ambito di un’area protetta
dove la risorsa cielo è apprezzabile e conoscibile ad una quota e in un ambito permanente nel
territorio e non soltanto attraverso meccanismi sporadici di sperimentazione e spettacolarizzazione.
Elementi di innovazione
1. La creazione di un polo fisico della ricerca e dell’alta divulgazione anche in collegamento
con l’Università ed Enti di ricerca nazionali ed esteri che all’interno del bacino dell’Italia
meridionale rappresenta un significativo elemento di innovazione;
2. La nascita di un complesso di funzioni connesse alla didattica e alla divulgazione delle
scienze astronomiche che ruota intorno al polo fisico del Planetario, in relazione sistemica e
virtuale con la Stazione Osservativa o polo della ricerca scientifica (la struttura destinata ad
attività divulgative e didattiche risulta essere un unicum in Europa);
3. La realizzazione del Centro costituisce elemento di propulsione per l’attivazione di processi
di sviluppo durevole e sostenibile in aree di rilevante interesse paesaggistico, configurandosi
come valore aggiunto allo scenario naturale del territorio, sia per la portata innovativa dei
temi di promozione e di fruizione del territorio stesso sia per l’attivazione del processo di
delocalizzazione strategica delle funzioni connesse alla scienza e alla divulgazione dai
consolidati ambiti metropolitani;
All’attivo della zona di progetto figurano inoltre:
-
la potenzialità del sito puntuale di Piano Battaglia e del contesto locale ad accogliere il
sistema di osservazione astronomica a motivo di caratteristiche fisiche non riscontrabili
all’interno di contesti regionali e fuori regione che ne avevano motivato, negli anni ’70,
l’indicazione come sito per l’installazione del Telescopio Nazionale;
-
la posizione baricentrica nel contesto regionale e i tempi accettabili di raggiungimento
dalle maggiori aree metropolitane e costiere dell’isola (Palermo, Catania, Siracusa, Messina,
Cefalù);
-
le potenzialità socio-economiche della zona di progetto per la quale, in assenza di
intervento, emerge il carattere di stagionalità delle strutture ricettive esistenti, che
potrebbero avere un decollo significativo in presenza di servizi legati alla cultura e al tempo
libero fruibili in qualsiasi stagione dell’anno: l’interesse già dimostrato per strutture
analoghe (vedi Immaginario Scientifico di Trieste, le sedi dei Planetari in Italia e dei centri
destinati alla didattica e alla divulgazione delle scienze fisiche e astronomiche) da parte
delle scuole in ambito nazionale.
Isnello, febbraio 2013
