Nettuno come non l'avete mai visto: il VLT inaugura una nuova era delle osservazioni astronomiche

Un nuovo sistema di ottica adattiva permette al Very Large Telescope dell'ESO di compensare del tutto la distorsione causata dall'atmosfera: le foto di prova restituiscono un ritratto del pianeta gassoso più nitido e dettagliato di quello del telescopio spaziale Hubble.

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Questa immagine di Nettuno è stata ottenuta mentre si testava la modalità Narrow-Field dell'ottica adattiva dello strumento MUSE sul VLT dell'ESO.|ESO/P. Weibacher (AIP)

Il Very Large Telescope dell'ESO ha messo a frutto, in una serie di immagini astronomiche senza precedenti, i vantaggi di una nuova modalità di ottica adattiva, una tecnica che permette di compensare completamente gli effetti della turbolenza atmosferica.

 

Lo strumento MUSE del telescopio ha catturato, lavorando in modalità Narrow Field (campo ristretto), il ritratto di Nettuno più nitido mai ottenuto finora, oltre a foto incredibilmente dettagliate di ammassi stellari e altri oggetti celesti. Le immagini di prova realizzate da Terra sono più pulite, chiare e ricche di contrasto delle foto degli stessi soggetti ricavate dal telescopio spaziale Hubble.

 

La nuova immagine di Nettuno ottenuta da terra dal VLT è più nitida e dettagliata di quelle catturate da Hubble (foto a destra) nello Spazio. | ESO/P. Weibacher (AIP)/NASA, ESA, and M.H. Wong and J. Tollefson (UC Berkeley)

Senza interferenze. MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) del VLT lavora con un sistema di ottica adattiva chiamato GALACSI. Questo sfrutta un sistema chiamato Laser Guide Star Facility, 4LGSF, che permette alla quarta unità del telescopio di funzionare in due modalità, Wide Field Mode e Narrow Field Mode.

 

La prima delle due corregge gli effetti di turbolenza atmosferica fino a un chilometro dal VLT, e può fotografare porzioni più ampie di campo. La seconda, utilizzata per le foto che vi stiamo mostrando, può concentrarsi su regioni più ristrette di cielo, ma in compenso corregge praticamente tutti gli effetti di turbolenza atmosferica sopra al telescopio, che in questo modo ha praticamente raggiunto il limite teorico di chiarezza nelle immagini nella luce visibile.

 

L'immagine a destra è stata ottenuta senza ottica adattiva, quella a sinistra, con: la differenza è particolarmente evidente. | ESO/P. Weibacher (AIP)

 

Un fastidioso ostacolo. La turbolenza atmosferica, legata ai movimenti caotici delle masse d'aria nello strato gassoso che circonda la Terra, peggiora la qualità delle osservazioni astronomiche effettuate dai telescopi terrestri, perché deforma le immagini degli oggetti celesti studiati. Questo fenomeno - responsabile delle oscillazioni di luminosità che notiamo quando fissiamo una stella - provocherebbe immagini sfocate dell'Universo, se non si trovassero tecniche per compensarne gli effetti. L'ottica adattiva serve proprio a correggere questo fastidioso riverbero.

 

La tecnica è stata testata anche sull'ammasso globulare NGC 6388, un ammasso di stelle della Via Lattea formatosi oltre 10 miliardi di anni fa. A sinistra la modalità Wide Field ma senza ottica adattiva, al centro un dettaglio della prima foto, a destra la Narrow Field con ottica adattiva. | ESO/S. Kammann (LJMU)

 

Stelle finte. Nel caso del VLT, l'Unità 4 è stata equipaggiata di 4 potenti raggi laser che proiettano in cielo altrettante colonne di intensa luce arancione. Questi fasci luminosi, ciascuno di 30 cm di diametro, stimolano gli atomi di sodio nell'alta atmosfera fino a farli brillare, creando "stelle guida" artificiali. La luce di questi astri ottenuti dai laser è usata per stimare gli effetti della turbolenza atmosferica e calcolare correzioni un migliaio di volte al secondo: la forma dello specchio secondario di UT4 è costantemente alterata per seguire questi comandi, e così si corregge l'effetto di distorsione luminosa.

 

I quattro fasci laser del Laser Guide Star Facility, il sistema che crea stelle guida artificiali per calcolare gli effetti della turbolenza atmosferica. | ESO

È solo l'inizio. La nuova modalità sarà implementata anche nel rivoluzionario E-ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO, il telescopio con uno specchio primario di 39 metri che sarà usato per analizzare la composizione chimica di stelle e pianeti extrasolari, e nella costruzione del quale l'Italia ha un ruolo di primo piano.

 

Nella sequenza qui sotto, che inizia con una veduta ad ampio campo della Via Lattea e si conclude con uno zoom sull'ammasso globulare di stelle NGC 6388, si notano, alla fine, le immagini ottenute grazie all'ottica adattiva nel Wide Field Mode e nel Narrow Field Mode del VLT.

 

 

18 Luglio 2018 | Elisabetta Intini