L’Osservatorio di Bologna e l’astronomia bolognese
Roberto Bedogni- Osservatorio Astronomico di Bologna-OABO
Nonostante l’Osservatorio Astronomico di Bologna (OAB) sia stato istituito il 24 settembre del 1985 l’astronomia bolognese ha
una lunga storia che si intreccia con quella della più antica università del mondo occidentale.
Infatti le origini dell’astronomia bolognese si possono far risalire alla fondazione dell’Università di Bologna nel secolo XI,
anche se le prime osservazioni sistematiche furono svolte da G.D. Cassini nella seconda metà del XVII secolo. La grande
meridiana posta nella basilica di San Petronio a Bologna è la più eclatante testimonianza della attività del grande astronomo
prima che questi si trasferisse alla corte del Re Sole.
La sede naturale delle osservazioni trovò poi la sua collocazione naturale nella Torre della Specola di Palazzo Poggi costruita
tra il 1712 ed il 1727
Figura 1: Torre della Specola a Palazzo Poggi (Università degli Studi di Bologna)
Qui iniziarono le prime osservazioni sistematiche di Eustachio Manfredi rivolte alla scoperta di un moto annuo delle stelle
"fisse", da cui poter trarre una verifica sperimentale della rotazione della Terra intorno al Sole e quindi della validità del
sistema copernicano.
Figura 2: La Sala Meridiana (Museo della Specola- Palazzo Poggi)
Da allora la nuova strumentazione, succeduta a quella originaria procurata dal mecenate conte L.F. Marsili, ha portato ad un
notevole sviluppo dell’astronomia bolognese sia nel campo dell’astronomia di posizione che nello studio del moto dei pianeti.
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Degna di nota, per gli anni più recenti dell’astronomia bolognese, è la direzione di Guido Horn d’Arturo, scandita purtroppo
dalle vicende legate al suo allontanamento seguito alle leggi razziali. Risale alla sua direzione l’abbandono della antica torre
della Specola con l’inaugurazione nel 1936, della nuova Stazione astronomica di Loiano, sul monte Orzale, a 40 chilometri da
Bologna e a 800 metri sul livello del mare. Il nuovo osservatorio fu dotato di un telescopio Zeiss da 60 cm allora il secondo in
Italia
Figura 3: L’edificio che ospita il telescopio Zeiss da 60 cm con foresteria a Loiano (BO)
Horn fu geniale anche dedicandosi alla realizzazione di nuovi strumenti. Di particolare importanza la progettazione e
costruzione del “telescopio a tasselli”, riconosciuto come il primo esempio di multi-mirror telescope, ancor’oggi perfettamente
conservato nella sua collocazione originaria presso il Museo della Specola.
Figura 4: Il prof. Horn d’Arturo e lo specchio a tasselli posto nella Torre della Specola
Alla fine della guerra, Horn riottenne la cattedra di Astronomia e la direzione dell’Osservatorio fino al pensionamento, nel
1954. Rimase ad abitare nella torre, in quanto direttore della rivista di divulgazione astronomica Coelum, da lui fondata nel
1921, sino alla morte, avvenuta nel 1967.
L’astronomia bolognese si rafforza nel 1969 in seguito all’istituzione, presso la Facoltà di Scienze matematiche, fisiche e
naturali, del corso di laurea in Astronomia, già avviato un anno prima all’Università di Padova.
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L’ultimo passaggio importante è quello riguardante la costruzione del telescopio Cassini, inaugurato nel 1976, il secondo in
Italia per dimensioni con uno specchio di 152 cm di diametro.
Figura 5: Il telescopio Cassini a Loiano (BO)
Quando nel 1986 nasce ufficialmente l’OAB, la collaborazione con il Dipartimento di Astronomia diventa ancora più forte per
effetto della convenzione tra due enti che assegna all’OAB la gestione di entrambi i telescopi del sito di Loiano.
Lasciamo al lettore interessato all’aspetto storico la consultazione del materiale nel sito del Museo della Specola Bolognese
(http://www.astronomia.unibo.it/Astronomia/Risorse+e+strutture/Musei/default.htm)
ed una proficua visita del museo stesso presso la sede dell’Università di Bologna.
Attività scientifica e gruppi di ricerca dell’Osservatorio Astronomico di Bologna (OAB)-INAF
L’Osservatorio di Bologna (OAB) fa parte dell’INAF, l’Istituto Nazionale di Astrofisica che coordina l’attività, nei campi
dell’astronomia e dell’astrofisica, degli Osservatori e degli Enti di Ricerca Astronomica precedentemente affiliati al CNR. In
particolare nell’area bolognese, oltre all’OAB, risiedono le altre strutture INAF: lo IASF (Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica
Cosmica) e l’IRA (Istituto di Radioastronomia).
L’OAB ha in carico oltre 100 dipendenti tra ricercatori e personale tecnico-amministrativo. Al personale a tempo indeterminato
si affiancano, con un importante contributo alla ricerca, una ventina tra dottorandi, borsisti, contrattisti ed altri collaboratori a
vario titolo.
La ricerca scientifica nell’OAB ha come caratteristica principale quella legata ad un approccio “multifrequenza” con
programmi con osservazioni in tutte le bande dello spettro elettromagnetico.
Alla parte osservativa si affianca un forte collegamento teorico che va dagli scenari cosmologici alla formazione e l’evoluzione
delle galassie e delle popolazioni stellari. Questo si concretizza con la partecipazione di molti componenti dell’OAB a vario
livello, nei grandi progetti internazionali con un contributo di leadership in alcuni argomenti specifici. Si può quindi parlare di
una vera e propria “scuola” che ha portato i ricercatori dell’OAB ad essere tra i maggiori utenti italiani dei grandi telescopi
nonché a partecipare alle maggiori missioni dallo spazio.
Per chi volesse entrare nel dettaglio della ricerca dell’ OAB suggeriamo di visitare la pagina web: http://www.bo.astro.it/ .
Astronomia extragalattica: le grandi survey cosmologiche
Le “Legacy Surveys” rappresentano uno dei cardini della ricerca astrofisica a Bologna. Sono progetti coordinati a livello
internazionale e indetti da vari istituti per l’osservazione approfondita di vaste aree di cielo, ed hanno come fine la
costruzione grandi archivi di dati da mettere a disposizione dell’intera comunità scientifica mondiale..
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Un esempio importante, in cui la componente bolognese ha occupato un ruolo primario, è il progetto COSMOS che ha condotto
sullo stesso campo diverse survey nelle varie lunghezze d’onda radio, ottiche, infrarosso, spettroscopia ottica e banda X . Una
partecipazione che è stata resa possibile dalla esperienza costruita negli anni dai ricercatori di OAB in precedenti progetti
internazionali. Il progetto COSMOS è stato ed è fondamentale nello studio dell’evoluzione delle strutture cosmiche, delle
galassie e dei nuclei galattici attivi (AGN) alle varie epoche cosmologiche e nelle varie bande. Nel dettaglio ci si è focalizzati
sull’evoluzione di luminosità, della distribuzione spettrale, del clustering delle galassie, degli ammassi e degli AGN. I ricercatori
di OAB hanno partecipato non solo a tutte le fasi dello sviluppo di queste Surveys, ma anche al disegno della strategia di
acquisizione, riduzione ed interpretazione dei dati.
Figura 6: Esposizioni in banda X di 6 ammassi di galassie osservati con Swift-XRT.
Per sottolineare l’importanza di questi studi ricordiamo che il quadro attuale del modello standard cosmologico contiene
molteplici aspetti non ancora noti tra i quali i più eclatanti sono il contributo della materia e dell’energia oscura alla evoluzione
dei gruppi di strutture e alla dinamica dell’universo. Con le nuove survey si cerca di andare in profondità in questo mare di
conoscenze ancora ignote. Si tratta di una importante sfida che segnerà lo sviluppo futuro non solo della astronomia
bolognese ma anche di quella internazionale
Astronomia stellare: struttura ed evoluzione delle stelle, dei sistemi stellari e delle galassie
Un approccio multibanda analogo a quello delle survey cosmologiche si applica anche alle stelle ed alle popolazioni stellari .
Lo scopo è fornire un contributo allo studio della evoluzione della Via Lattea e delle galassie dell’Ammasso Locale. In questo
settore le osservazioni vanno di pari passo con la costruzione di modelli interpretativi teorici di sintesi delle popolazioni
stellari.
Nel caso della Via Lattea e della vicina galassia di Andromeda è stata particolarmente approfondito lo studio della dinamica
stellare e di quella degli ammassi globulari, che sono satelliti delle galassie maggiori contenenti fino a qualche milione di
stelle.
Anche se su scale di distanze più contenute, riferite alla “periferia” della nostra Galassia, è significativo lo stretto legame di
questi studi con la presenza della “materia oscura” che si manifesta principalmente attraverso l’interazione gravitazionale.
Essa influenza le orbite delle stelle e dei gruppi di stelle presenti negli aloni delle galassie. Dai sui effetti è possibile porre
vincoli importanti non solo sulla quantità ma anche sulla sua possibile natura.
Non manca però anche la più tradizionale ricerca astronomica. L’analisi fotometrica e spettroscopica, e quindi chimica, delle
stelle, della formazione stellare e della complessa dinamica di "relitti fossili” permette di ricostruire la crescita gerarchica
della nostra Galassia. Entro la definizione di “relitti fossili” rientrano sia stream (correnti) stellari, compagni della Via Lattea,
sia il sistema stesso degli ammassi globulari. Ognuna di queste entità rappresenta un periodo o un evento definito della storia
galattica che deve essere compatibile con lo scenario gerarchico cosmologico.
In particolare lo studio spettro-fotometrico delle proprietà delle singole stelle e delle popolazioni stellari permette di costruire
modelli di sintesi stellare per interpretare la storia di formazione stellare delle galassie vicine. Si riesce così a ricostruire la
storia chimica ed evolutiva di tali galassie, confrontandola con le predizione della nucleosintesi primordiale.
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Figura 7: Immagine della Piccola Nube di Magellano con indicati i campi osservati con HST per lo studio della formazione
stellare in ammassi aperti.
Un altro settore è quello legato allo studio ed ottimizzazione della scala delle distanze, tramite l’osservazione delle stelle
variabili non solo nella Galassia, ma anche nelle altre galassie del Gruppo Locale.
Come si può notare tale approccio è complementare alle survey cosmologiche per la definizione dello scenario dell’evoluzione
dell’Universo. Mentre le prime "fotografano" l’evoluzione delle galassie su un lasso di tempo molto grande, ma con risoluzione
bassa, il lavoro "paleontologico" sui relitti delle interazioni con altri sistemi (galassie più piccole satelliti, grandi nubi di gas,
etc.) e della storia di formazione stellare permette di acquisire informazioni complementari con una risoluzione impossibile
per le survey.
Idrodinamica e calcolo numerico
Parallelamente alle ricerche osservative e teoriche descritte in precedenza, si è sviluppata nel tempo anche una componente
di ricerca, sempre più attiva, nello studio di modelli idrodinamici ed ad N-corpi con la costruzione e ottimizzazione di codici
numerici a più dimensioni. Tali codici sono applicati sia allo studio di oggetti stellari, in particolare supernovae, sia a quello
della formazione ed evoluzione delle galassie e delle strutture primordiali. Lo sviluppo di tali esperienze aggiunge, pertanto,
ulteriore completezza al quadro generale dell’attività di ricerca.
La stazione osservativi di Loiano
L’OAB gestisce la Stazione osservativa di Loiano, di proprietà dell’Università di Bologna, che è composta dal telescopio “G.D.
Cassini” da 152 cm, accessoriato con BFOSC+EEV e fotometro bicanale per fotometria rapida e dal telescopio Zeiss da 60 cm
con camera CCD in presa diretta ad uso didattico e divulgativo. Il telescopio “Cassini” svolge regolarmente osservazioni su
base di application semestrali. E’ a disposizione non solo della comunità astronomica bolognese ma anche di quella nazionale
ed internazionale garantendo un buon numero di notti utili durante l’anno.
Il telescopio Zeiss da 60 cm è rivolto soprattutto ad attività di supporto alla didattica e alla divulgazione. Viene utilizzato su
prenotazione con oltre 3000 visitatori, durante attività istituzionale per la divulgazione come ad esempio “Col Favore del
Buio”. E’ comunque pronto anche ad una attività di ricerca in quanto dotato di una camera CCD con sistema di filtri.
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Per la gestione dei servizi connessi all’attività di osservazione il sito di Loiano dispone di una palazzina ad uso foresteria e
custodia con 23 ettari di bosco.
Strumenti e tecnologia per i grandi telescopi
L’OAB è direttamente coinvolto anche nel settore tecnologico per i grandi telescopi ed in diversi progetti spaziali.
Negli ultimi anni è stato prodotto un notevole sforzo per inserirsi in modo proficuo ed incisivo in vari progetti tecnologici
nazionali ed internazionali di grande rilevanza e prospettiva volti proprio a sviluppare strumentazione di alta qualità. In
particolare è stato importante il contributo di ricercatori dell’OAB ai progetti dell’European Southern Observatory (ESO) per i 4
grandi telescopi da 8 metri di diametro che costituiscono il Very Large Telescope (VLT) e per il futuro European Extremly
Large Telescope (EELT, da 39 metri) costruiti nell’emisfero sud in Cile. Non va dimenticata anche la partecipazione al Large
Binocular Telescope (LBT, due specchi da 8,4 metri collocati su una unica montatura binoculare) collocato in Arizona. Il
maggior contributo allo sviluppo di strumentazione per i suddetti telescopi, ma anche per il telescopio nazionale Galileo (TNG)
alle Canarie, è legato alla tecnica chiamata “ottica adattiva” che permette di correggere le aberrazioni ottiche causate della
turbolenza atmosferica e raggiungere migliori prestazioni osservative.
Si ricordano qui, tra i tanti, solo alcuni progetti tra cui GIANO, uno spettrografo nel vicino infrarosso sviluppato per il TNG,
LINC-NIRVANA per l’imaging sempre nel vicino infrarosso per LBT e MAORY un modulo di ottiche adattive per E-ELT.
Tra i progetti spaziali di particolare rilevanza è il progetto GAIA. Una missione ESA che fornirà dati astrometrici, fotometrici e
spettroscopici di alta qualità di un miliardo di stelle di magnitudine visuale fino a V=20. Nel campo dell’astrofisica
extragalattica importante è anche la partecipazione al progetto EUCLID/SPACE che fornirà immagini infrarosse e spettri di
centinaia di milioni di galassie su una grande porzione del cielo visibile per studiare l'evoluzione dell'energia oscura.
Attività divulgative e didattiche
Figura 8: Una serata con il puntatore laser nell’ambito delle iniziative astronomiche dell’estate bolognese.
L’OABO è una struttura molto presente sul territorio ed è forte il suo legame con diverse istituzioni dell’area bolognese, oltre
all’Università: Comune, Provincia e Fondazioni.
In questa cornice l’OAB conduce da vari anni, in stretta collaborazione con il Dipartimento di Astronomia, un programma di
didattica e divulgazione nella provincia di Bologna, esteso spesso alla regione e anche fuori di essa.
Queste attività hanno l’obiettivo di fare conoscere, con linguaggi e metodi mirati al pubblico cui si vuole rivolgere, gli elementi
fondamentali dell’astronomia ed astrofisica: conoscenza dei fenomeni naturali, sviluppo tecnologico, natura del mondo fisico
fuori dell’ambiente terrestre.
Eventi unici, come ad esempio “Sputnik50”, la celebrazione dell’anno galileiano e dell’anno internazionale dell’astronomia. Più
recentemente si è svolta l’iniziativa “Quirico Filopanti - L'infinito di tutti” per ricordare la figura di un eminente divulgatore
bolognese del secolo XIX. In quest’ultimo evento si è sviluppata una notevole sinergia non solo con alcuni musei cittadini ma
anche con la pinacoteca civica ed le amministrazioni comunali dell’hinterland bolognese.
Si organizzano regolarmente manifestazioni pubbliche, serate con un “laser” utilizzato come potente dito indicatore in cielo
nei giardini e piazze conferenze, convegni, visite ai telescopi ed aperture programmate in tutto il periodo estivo.
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Uno degli appuntamenti più significativi che si protrae da molti anni riguarda le “Conferenze della Specola”. Queste rivolte al
pubblico si tengono nell’Aula Magna della Specola Bolognese a cadenza mensile ed ancora oggi hanno una folta platea di
pubblico di tutte le età.
Vanno ricordate pure le attività didattiche che il personale dell’osservatorio svolge sia presso i corsi ministeriali organizzati
dalla SAiT (la Società Astronomica Italiana) che per i corsi di aggiornamento per insegnanti in fisica.
Ha cadenza ormai annuale, la partecipazione alla Scienza in Piazza e il laboratorio START per bambini, grandi eventi con circa
50,000 visitatori, dove l'OAB ha la responsabilità della parte astronomica. (Figura 8)
Questa mole di lavoro è stata possibile anche per la disponibilità degli astrofili bolognesi, un’attività di collaborazione e
supporto agli eventi pubblici organizzati dall’OAB.
Nel complesso, si può stimare che varie migliaia di persone (10.000-15.000) partecipino ogni anno a questa programmazione
che, grazie anche al grande impatto che l’astronomia ha sull’opinione pubblica, ha sempre maggiore successo.
Si rimanda al sito web www.bo.astro.it/universo/outreach/ per avere, una seppur parziale idea, delle attività divulgative.
Conclusioni
La storia dell’astronomia bolognese è sufficientemente esplicita nel dimostrare i grandi successi sin qui raggiunti. Il futuro
sarà sicuramente altrettanto promettente in quanto le nuove generazioni di astronomi sono molto valide e preparate.
Speriamo che anche le loro prospettive occupazionali permettano di farli uscire dal loro stato di precariato e di costruire così
un futuro di ancora maggiori successi per l’Osservatorio Astronomico di Bologna e tutta l’area di ricerca ad esso collegata.
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