900 “occhi” in fibra ottica per studiare l’universo
Lavori in corso al telescopio William Herschel presso l’Osservatorio di Roque de los Muchachos nelle isole Canarie: il personale tecnico e scientifico sta completando l’assemblaggio e i test preliminari di Weave, un avanzato strumento che fornirà dati preziosissimi per riuscire a comprendere come si è formata la nostra galassia e l’evoluzione delle sue stelle, ma anche l’evoluzione delle galassie esterne alla nostra e la natura della materia oscura e dell’energia oscura. Weave vedrà la prima luce entro il 2021 e, appena conclusa la fase di commissioning, inizierà la sua campagna osservativa. In 1.200 notti distribuite nei prossimi cinque anni, Weave raccoglierà una enorme mole di dati, misurando tra l’altro le velocità di oltre 10 milioni di oggetti celesti, includendo stelle nella nostra galassia e galassie esterne. Il progetto Weave, guidato dal Rutherford Appleton Laboratory Space e dalla Università di Oxford, vede anche la partecipazione dell’Istituto nazionale di astrofisica.
«La costruzione dello strumento coinvolge in Italia gli istituti Inaf di Bologna, Cagliari, Catania, Firenze, Milano, Napoli, Palermo, Roma e Torino» dice Antonella Vallenari, ricercatrice Inaf e principal investigator italiana di Weave. «Inoltre il Telescopio Nazionale Galileo ospita l’archivio di Weave per la distribuzione dei dati a tutta la comunità scientifica internazionale. Sono già state pianificate otto survey: due coinvolgono le componenti principali della nostra galassia, mentre le altre coinvolgono galassie esterne (sia dell’universo locale che più distanti), gli ammassi di galassie e i sistemi di assorbimento dei quasar. Due survey sono a guida italiana, denominate ‘Ammassi Stellari’ e ‘StePS’, rispettivamente destinate a studiare la struttura del disco della galassia e fornire la più dettagliata visione delle proprietà delle galassie a redshift intermedio».
Lo spettrografo Weave è già stato installato al Wht. Gli spettri osservati vengono mandati su due diversi cammini ottici (bracci), per la parte blu e quella rossa degli spettri rispettivamente. Ogni braccio ospita un mosaico di due rivelatori Ccd, ciascuno da 36 megapixel. Weave, con un campo di vista di 3 gradi quadrati, permetterà di ottenere, in una sola ora di esposizione, dati per circa 900 oggetti simultaneamente.
Dopo un anno di scrupolosa installazione di quasi 100 km di gruppi di fibre ottiche, il posizionatore di fibre è stato testato e calibrato. Il posizionatore è in grado di realizzare configurazioni complete di oltre 900 fibre ottiche in meno di un’ora utilizzando i suoi due robot industriali ad alta velocità. Ogni fibra raccoglie la luce emessa da una singola stella o galassia presente nel campo di vista dello spettrografo. I test operativi del nuovo correttore di primo fuoco hanno già prodotto immagini astronomiche di alta qualità a tutte le lunghezze d’onda, dall’ultravioletto fino al limite della luce visibile. Con un buon seeing, ciascuna fibra raccoglierà l’80% della luce di una sorgente celeste.
Il principal investigator di Weave, Gavin Dalton, dell’Università di Oxford e di Ral Space, dice: «È fantastico vedere finalmente riuniti al telescopio tutti i diversi elementi che compongono Weave, frutto del lavoro di tanti gruppi di persone, e poter finalmente mettere in funzione il sistema di posizionamento. Lo sviluppo di Weave è durato 10 anni, con una miriade di complesse parti mobili e non ideate e realizzate nei laboratori di tutta Europa. Lo strumento completo che abbiamo oggi qui all’Osservatorio Roque de los Muchachos e che funziona correttamente, è pronto per essere messo a disposizione della comunità astronomica e diventare un nuovo, formidabile occhio per studiare l’universo».
«Questo strumento sarà fondamentale nei prossimi anni», prosegue Vallenari. «Weave è l’unico spettrografo multifibre ad alta risoluzione dell’emisfero nord: completerà le survey di Gaia e di 4Most come velocità radiali e abbondanze chimiche per lo studio della Via Lattea. Per quanto riguarda lo studio delle galassie esterne, Weave fornirà le informazioni mancanti nelle survey Lofar e Aperitif at Westerbork Synthesis Radio Telescope, insieme allo studio di popolazioni stellari delle galassie a redshift intermedio».
Il commissioning di Weave inizierà dopo l’integrazione dello strumento. Durerà da 2 a 3 mesi e sarà seguito da osservazioni di verifica scientifica. Weave sarà gestito dall’Isaac Newton Group of Telescopes che inizierà poi le osservazioni di routine e le osservazioni in tempo aperto.
(Photo credits: Gavin Dalton/U. Oxford and Stfc’s Ral Space)
