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Lunedì 27 ottobre 2014
Focus Abruzzo - Molise - Lazio / Medicina & Ricerca
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■■ INAF / L’Istituto Nazionale di Astrofisica di Teramo e lo studio delle galassie nane e dell’evoluzione stellare
Tutto sulle meccaniche celesti per capire chi siamo
La ricerca sull’energia oscura che costituisce parte dell’universo può generare prosperità e opportunità di lavoro
D
i che cosa è fatta la materia oscura che costituisce
l’Universo per un buon 25%?
E l’energia oscura che invece
rappresenta l’altro 70%? Qual
è la geometria dell’Universo e
perché è importante conoscere
se in quello spazio vale la geometria sferica, quella iperbolica o quella a noi familiare, la
geometria euclidea?
Sono quesiti tanto difficili
quanto affascinanti che costruiscono il “pane” quotidiano
per il team dell’Osservatorio
astronomico di Teramo, composto da una decina di ricercatori guidati dal direttore
Roberto Buonanno. Alle spalle
una storia più che secolare, un
presente nel quale l’attenzione è concentrata sulla teoria e
sulle tecniche per gettare luce
sugli interrogativi precedenti
e, contemporaneamente, fornire contributi d’avanguardia
per applicazioni tecnologiche,
volte ad ampliare la conoscenza dell’Universo in tutti i suoi
aspetti. Gli obbiettivi futuri sono altrettanto ambiziosi, non
solo nei progetti mirati a comprendere i misteri del cielo, ma
anche in quelli che coinvolgono l’intera città di Teramo
affinché sia evidente ai giovani
che “la ricerca, la cultura e l’innovazione possono generare
lavoro ed economia”, afferma il
direttore Buonanno.
Egli dirige un istituto oggi statale ma che è nato su iniziativa
privata. Fu infatti Vincenzo
Cerulli, membro di una famiglia storica teramana, a comprare nel 1890 la collina sulla
quale fece erigere l’Osservatorio che nel 1917 donò allo Stato. “Non fu il vezzo di un notabile ricco e in vena di investire
le sue sostanze in qualcosa di
originale - racconta Buonanno
-, perché Cerulli fu uno studioso preparato e importante che
cominciò a lavorare nel suo
Osservatorio dopo essere stato
in quello di Roma, dove si lau-
Ska, il nuovo telescopio del futuro
G
L’Osservatorio
Astronomico di
Teramo dell’Inaf
reò nel 1881”. All’Osservatorio
di Roma Cerulli ebbe come
direttore l’astronomo Lorenzo
Respighi, che, per fedeltà verso
il Papa, aveva lasciato la cattedra a Bologna all’arrivo delle
truppe dello Stato Unitario.
Tornato a Teramo dopo un periodo trascorso anche in Germania, Cerulli fece costruire
l’Osservatorio e lo dotò di un
rifrattore Cooke che fu a lungo
il telescopio più grande dopo
quello di Milano. Relativamente alla sua attività scientifica, Cerulli scopre un pianeta
tra Marte e Giove che chiamò
con il nome latino di Teramo,
Interamnia e non teme di confrontarsi con nomi importanti
dell’astronomia italiana, come
Giovanni Schiaparelli, riguardo all’interpretazione sulla
pretesa esistenza dei cosiddetti
canali di Marte.
Nel 1917, consapevole che
un Osservatorio privato non
avrebbe potuto competere con
i grandi osservatori europei e
americani, Cerulli donò il suo
Osservatorio allo Stato italiano
e oggi esso è parte integrante
dell’Inaf, l’Istituto nazionale
di astrofisica. Uno degli argomenti privilegiati della ricerca
condotta all’Osservatorio è
lo studio della materia oscura. “Oggi - spiega il direttore
Buonanno - è universalmente
accettato ciò che attorno agli
anni Sessanta del secolo scorso suscitò grandi perplessità
e cioè che l’Universo che noi
vediamo è solo una parte, anzi
una piccola parte, dell’esistente. La materia che noi tocchiamo rappresenta non più del
3-4% di tutta la materia che costituisce l’Universo per cui si fu
costretti a supporre l’esistenza
di “materia oscura”, cosiddetta
dark matter.
Oggi gli astronomi sono concordi nel pensare non solo che
essa esiste ma anche che si tratta di materia “diversa da quella
che noi siamo abituati a toccare e della quale noi stessi siamo
costituiti”.
Resta da sapere di che cosa sia
fatta questa materia oscura. I
ricercatori dell’Osservatorio
di Teramo studiano il problema utilizzando due tecniche
diverse: lo studio delle galassie nane e quello della teoria
dell’evoluzione stellare, lo
studio della corrispondenza
tra il modello teorico di evoluzione messo a punto e l’ef-
fettiva parabola evolutiva di
una stella. La prima tecnica
consiste nello ricerca delle galassie nane che costituiscono i
“mattoni fondamentali” delle
galassie più grandi come la
nostra, la seconda si concretizza nel confronto fra i dati
osservativi e i modelli teorici
costruiti sotto l’ipotesi di creazione della materia oscura
all’interno delle stelle.
li studi e le ricerche condotte all’Osservatorio astronomico di Teramo hanno ricadute temporalmente ravvicinate anche nell’ambito di soluzioni tecnologiche d’avanguardia.
“Stiamo partecipando alla realizzazione del telescopio del
futuro Ska - spiega il direttore, Roberto Buonanno -. Sarà
composto da 2.500 radiotelescopi di 12 metri di diametro
ciascuno e dislocati tra Australia e Sud Africa e avrà una
funzionalità straordinaria grazie alla sua ampiezza. Ruolo
del nostro Osservatorio è lo sviluppo di sistemi intelligenti
per la gestione automatica di tali strutture complesse. Questa
attività è basata sulla nostra esperienza di realizzazione di
sistemi robotici per operano in ambienti ostili, quali quelli
che abbiamo sviluppato per l’Antartide”.
L’Osservatorio, inoltre, sta sviluppando software di data mining per estrarre informazioni organizzate, dalla immensa
mole di dati che i telescopi trasmettono e che vengono immagazzinate.
Quanto al futuro Buonanno evidenzia un progetto che mette in stretta relazione l’eccellenza dell’Osservatorio e la città
in cui è inserito. “Stiamo lavorando con soddisfazione alla
creazione di una rete tra le istituzioni culturali della città:
osservatorio, Università, Istituto musicale Gaetano Braga e
Istituto zooprofilattico. Abbiamo l’ambizione - conclude il
professor Buonanno - che essa rappresenti un punto di riferimento culturale e operativo per i giovani, affinché vedano
che scienza, tecnica e arte possono creare lavoro e occupazione di qualità”.
2.500 radiotelescopi di 12 metri di diametro tra Australia e Sud Africa saranno il cuore di Ska,
il telescopio del futuro cui l’Inaf di Teramo sta partecipando attivamente alla realizzazione
Grandi risposte dallo studio delle galassie nane
L’universo conosciuto è poco più grande del “giardino di casa”
E mentre gli astronomi studiano, l’energia oscura continua a mutare
L
a ricerca sulla natura della materia oscura attraverso lo studio delle galassie nane che si sta compiendo
all’Osservatorio astronomico di Teramo,
spiega il direttore Roberto Buonanno, “è
motivata dal fatto che, secondo le teorie
più accreditate, come quello del modello
Lambda-Cdm, ci aspetteremmo di osservare migliaia di piccole galassie attorno
alla nostra mentre di fatto non se ne osservano più di qualche diecina. Quello
che vale la pena sottolineare è che questa ricerca permette di dare risposte sulla
costituzione dell’Universo osservandone
solo una piccola porzione, praticamente
il “giardino di casa”.
La teoria dell’evoluzione stellare, invece,
è uno “strumento teorico” attraverso il
Immagini dal telescopio spaziale Hubble
quale si cerca di capire la natura della
materia oscura. “Se ipotizziamo che la
materia oscura si crei all’interno delle
stelle, è facile comprendere che in questo
caso l’evoluzione della stella stessa ne risenta, per esempio attraverso perdite di
energia. Lo strumento a nostro disposizione per verificare questa ipotesi è il
confronto dei modelli così calcolati con le
stelle reali che osserviamo nell’Universo.”
Altrettanto affascinanti le analisi compiute per capire quale sia la geometria
applicabile all’Universo. “Non quella sferica, come si potrebbe supporre. La geometria che si applica all’Universo sembra
essere quella confortante che studiamo a
scuola, quella Euclidea - va subito al sodo il direttore -. La conclusione proviene
da raffinatissime misure della velocità di
espansione delle galassie più lontane, da
una parte, e dalla misura della densità
di materia dell’Universo. Nel termine
“materia” - precisa Buonanno - dobbiamo includere, oltre alla materia che
sperimentiamo tutti i giorni e la materia
oscura che abbiamo già ricordato, anche
l’energia oscura che costituisce circa il
70% della massa dell’Universo. La grande maggioranza degli astronomi concorda con la conclusione che questa energia
oscura fa espandere l’Universo in maniera accelerata.
Un’espansione destinata a protrarsi “per
sempre”, secondo il professore. “A poco a
poco le galassie che osserviamo in cielo con
i nostri telescopi si allontaneranno fino a
scomparire per cui l’Universo ci apparirà
vuoto. Sarà quindi impossibile per un futuro astronomo osservare l’Universo come
lo osserviamo noi. è forse interessante
notare che ci è capitato di vivere nell’unica epoca cosmica in cui è possibile capire
l’Universo”, conclude il professor Bonanno.
