I più grandi Osservatori Astronomici del mondo: alla scoperta del telescopio Hobby-Eberly in Texas

Il nostro viaggio virtuale tra i più grandi osservatori astronomici al mondo fa tappa in Texas all’Osservatorio McDonald. Qui, sulla cima del monte Locke, si trova il telescopio Hobby-Eberly con specchio da 10 metri di diametro.

Hobby-Eberly Telescope — Il telescopio Hobby-Eberly. Le bandiere delle quattro istituzioni partner sventolano con la bandiera degli Stati Uniti all'esterno della cupola aperta. Credit: photography Ethan Tweedie

Si chiama Hobby-Eberly ed è il vanto di questo osservatorio, il McDonald in Texas. Infatti, tra i telescopi ottici più grandi al momento in funzione è anche uno dei primi ad essere stato realizzato.

Dove si trova

In Texas, sulle Davis Mountains, e precisamente sul Monte Locke, ha sede l’Osservatorio McDonald dell’Università del Texas di Austin. E’ una delle località con i cieli più bui tra quelli degli Stati Uniti continentali.

Sebbene appartenga nominalmente all’Università del Texas, questo Osservatorio è supportato da altre prestigiose istituzioni quali la Pennsylvania State University, il Ludwig-Maximilians-Universität a Monaco, e la Georg-August-Universität a Göttingen.

La realizzazione di consorzi o di partnership possiamo dire sia la norma nella realizzazione e nel funzionamento dei più grandi Osservatori. Questa modalità permette di attingere ad una molteplicità di specializzazioni (sia tecnologiche che scientifiche) come anche di garantire risorse economiche.

Davis Mountains — Vista delle Davis Mountain in cui si intravvede la cupola dello Hobby-Eberly telescope.

Il telescopio Hobby-Eberly (abbreviato in HET) appartiene alla famiglia dei più grandi telescopi ottici al momento in funzione. Ha uno specchio primario del diametro di 10 metri. Come gli altri specchi di dimensioni simili, è composto da più segmenti esagonali, precisamente 91 specchi esagonali.

Assemblando più segmenti esagonali riflettenti è possibile realizzare specchi che da un canto hanno grandi dimensioni e d'altro canto un peso di gran lunga inferiore ad un equivalente specchio monolitico, come anche una più bassa inerzia termica. Quest'ultima permette allo specchio di raggiungere rapidamente l'equilibrio termico con l’ambiente esterno.

Vediamo quali sono le caratteristiche di questo telescopio

Le caratteristiche di Hobby-Eberly (HET)

La costruzione di HET è iniziata nel 1996 ed ha avuto una sostanziale ristrutturazione nel 2016. Infatti, anche i telescopi e le loro cupole risentono degli anni che passano richiedendo interventi ordinari e straordinari di manutenzione.

Questo telescopio è principalmente dedicato alle osservazioni spettroscopiche nella regione del visibile, quindi all’analisi delle diverse componenti della luce visibile proveniente dai corpi celesti.

La spettroscopia è una potente tecnica osservativa. Scomponendo la luce nelle sue componenti a diverse lunghezze d'onda permette di ricavare numerose informazioni sulle proprietà dei corpi celesti studiati: dalla temperatura superficiale alla composizione chimica, dai movimenti alle distanze dei corpi celesti, ...

Se lo specchio del telescopio serve a raccogliere la radiazione e la montatura serve a sostenere lo specchio e a orientarlo nelle diverse direzioni in cui di trovano gli oggetti da osservare, il ruolo degli strumenti è di registrare la radiazione o come immagine (strumenti di imaging) o come spettri (spettrografi).

Tra gli strumenti montati al telescopio HET vi sono il Visible Integral-field Replicable Unit Spectrograph (VIRUS), l’ Habitable Zone Planet Finder e il second generation High Resolution Spectrograph (HRS2) in fase di realizzazione.

HET — Specchio primario dello Hobby-Eberly composto da un mosaico di 91 segmenti esagonali. Credit: The University of Texas McDonald Observatory

HET è attualmente coinvolto in un importante progetto finalizzato allo studio dell’enerhia oscura, chiamato Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX).
Obiettivo del progetto è quello di determinare se l’energia oscura (la forza misteriosa che accelera il tasso di espansione dell’universo) è cambiata nel tempo.

La modalità di accesso all’uso del telescopio Hobby-Eberly è simile a quella adottata per numerosi altri telescopi. Cioè il ricercatore la cui proposta di ricerca è stata approvata, non si reca fisicamente a fare le osservazioni. Queste vengono effettuate da un astronomo residente il quale sulla base delle richieste contenute nelle proposte osservative utilizza un processo di pianificazione della coda (queue). Ogni notte, un astronomo residente decide quale progetto è più adatto da realizzare, in base a fattori come la priorità dei progetti, il tempo e la fase lunare. La pianificazione delle code garantisce che l'HET venga utilizzato in modo efficiente e rende il telescopio particolarmente adatto allo studio di obiettivi di opportunità, ovvero quegli eventi nei cieli che si verificano senza preavviso, come le supernovae.

Altri telescopi al McDonald

All'Osservatorio McDonald HET non è figlio unico. L’elevata qualità dei cieli notturni ha fatto sì che altri telescopi venissero costruiti sulla stessa cima di montagna.

Tra questi, in ordine decrescente di diametro ci sono Harlan J. Smith (nome di uno dei direttori dell’Osservatorio) con specchio dal diametro di 2.7 m; l’Otto Struve (il primo direttore dell’Osservatorio) telescope dal diametro di 2.1 metri, ed il piccolo telescopio da 0.8 metri costruito con i resti della lavorazione dello specchio del telescopio Harlan J. Smith ed un telescopio da 0.9 m ormai in disuso.

Scoperte scientifiche al McDonald

In numerosi anni di attività si sono accumulate tante interessanti scoperte grazie alle osservazioni condotte con il telescopio Hobby-Eberly.

Tra le più interessanti citiamo la scoperta del primo pianeta extrasolare orbitante attorno ad una stella binaria. Si tratta sostanzialmente di un sistema planetario con due Soli!

C’è la scoperta della supernova più brillante mai osservata, chiamata 2005ap, che al picco della sua luminosità si calcola essere stata un miliardo di volte più brillante del Sole.

Interessante ricordare che in occasione del primo sbarco sulla Luna, fu posizionato sul suolo lunare uno specchio che permise di misurare la distanza Terra-Luna con la precisione di pochi centimetri. L’esperimento su condotto inviando dall’Osservatorio McDonald un fascio laser riflesso dallo specchio posizionato sulla Luna.