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Il telescopio stratosferico SOFIA: 10 anni di successi

Installato a bordo di un Boeing della Nasa, da un decennio SOFIA osserva l'universo alle frequenze dell'infrarosso: ecco che cosa ci ha rivelato.

Il telescopio SOFIA in volo
L'aereo della Nasa con a bordo SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy), appena al di là del portellone aperto, in volo sulle montagne della Sierra Nevada, in California. | Nasa / Jim Ross

Era la fine di maggio del 2010 quando, per la prima volta, si alzava in volo ed entrava in funzione il telescopio stratosferico SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) della Nasa, l'agenzia spaziale statunitense. Lo strumento, che con i suoi 2,5 metri di diametro osserva l'Universo alle frequenze dell'infrarosso, è dunque in attività da 10 anni. La sua particolarità sta nel fatto che, ogni volta che lo si deve utilizzare, occorre portarlo a circa 13.000 metri di quota, nella stratosfera, appunto, col suo Boeing 747-100SP, all'interno del quale è stabilmente installato. Solo così, volando al di sopra delle nuvole, SOFIA è al riparo dal 99% del vapore acqueo atmosferico, che disturba le osservazioni. 

 

Un po' cara, ma... Attraverso l'apertura di un portello dell'aereo (v. foto sopra), SOFIA può gettare il suo sguardo lontano, scattare fotografie da posizioni privilegiate e compiere osservazioni impossibili per i telescopi terrestri. L'operatività del telescopio è da sempre oggetto di critiche per via dei costi operativi, e non è escluso che la Nasa possa decidere di diradarne l'uso. Costi a parte, però, SOFIA è un gioiello scientifico e ha permesso la pubblicazione di centinaia di articoli con scoperte di altissimo livello.

La prima molecola
La nebulosa planetaria NGC 7027 e un'illustrazione della molecola di idruro di elio. | NASA/ESA/Hubble Processing: Judy Schmidt

La prima molecola dell'universo. SOFIA ha identificato, in una nebulosa planetaria a circa 3.000 anni luce da noi, tracce di idruro di elio (HeH+), che secondo alcuni sarebbe la prima molecola che si formò nel cosmo primordiale, appena 100.000 anni dopo il Big Bang. Gli astrofisici avevano già previsto che questa molecola dovesse essere ancora oggi presente in alcune parti dell'Universo, ma non l'avevano mai rilevata.

 

vento galattico. Un'altra scoperta riguarda il vento che "soffia" dal centro della galassia Sigaro (M82), a 12 milioni di anni luce da noi: è allineato con il campo magnetico galattico, e trasporta una grande quantità di materiale composto da particelle cariche (protoni, elettroni...). Il campo magnetico è generalmente parallelo al piano della galassia in cui si trova; ma in questo caso il vento è così forte che lo trascina con sé, in una direzione diversa. L'intensità del vento è determinata dall'alto tasso di nascita di nuove stelle in quella galassia.

sistema solare gemello. Il sistema planetario attorno alla stella Epsilon Eridani è, tra quelli con una stella simile al Sole primordiale, il più vicino a noi. È formato da un disco di polveri calde che ruotano attorno alla stella centrale. SOFIA ha osservato la radiazione infrarossa emessa da queste polveri, confermando che il sistema di Epsilon Eridani ha una struttura simile a quella del Sistema Solare: il materiale è disposto attorno alla stella in almeno una "cintura" di polveri (paragonabile alla fascia degli asteroidi), in prossimità di un pianeta dalle dimensioni di Giove.

Supernove e nuovi pianeti. SOFIA ha anche permesso di scoprire che un'esplosione di supernova - che avviene quando una stella gigante muore - può produrre una enorme quantità di materiale da cui possono formarsi nuovi pianeti. Le osservazioni dei raggi infrarossi emessi dalla nuvola prodotta da una supernova al centro della nostra Galassia, Sagittarius A Est, esplosa 10.000 anni fa, hanno messo in luce polveri in quantità sufficiente a creare 7.000 pianeti di tipo terrestre: in quella regione di Spazio un giorno potrebbero nascere nuovi sistemi solari.

Scontro tra esopianeti
Ricostruzione artistica dello scontro, osservato dal telescopio SOFIA, nel sistema planetario BD +20 307. | NASA/SOFIA/Lynette Cook

quando i pianeti si scontrano. Conosciuto come BD +20 307, questo sistema binario (cioè composto da due stelle) si trova a più di 300 anni luce dalla Terra. SOFIA ha permesso di scoprire che al suo interno è probabilmente avvenuta una collisione tra pianeti rocciosi. Lo si è potuto determinare confrontando rilevamenti ottenuti a distanza di tempo, che hanno permesso di verificare un aumento anomalo del materiale "caldo" presente, segno della possibile collisione planetaria.

 

3 giugno 2020 | Luigi Bignami