Associazione Astrofili Trentini
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Notiziario n. 5 - Autunno 1995


Note di radioastronomia

a cura di Gabriele Sartori (Associazione Astrofili Trentini)


Nel 1931 l'ingegnere americano Jansky aprì una nuova finestra sull'universo, conosciuto sino ad allora, solo attraverso la finestra della radiazione visibile. Perché si parla di "finestre"? Perché l'atmosfera che avvolge la terra è opaca a quasi tutte le radiazioni elettromagnetiche esistenti nell'universo. Infatti le radiazioni di grande energia e piccolissima lunghezza d'onda, i raggi gamma ed X, che pure sono capaci di attraversare corpi solidi, sono arrestati dallo spessore dell'atmosfera, equivalente a circa 10 metri d'acqua. Anche le radiazioni con lunghezza d'onda al di sotto dei 10 Ám (infrarosso) sono per la maggior parte assorbite dall'atmosfera insieme a quelle di pochi millimetri. Le onde radio più lunghe, dalle onde chilometriche a quelle di circa 15 m di lunghezza sono assorbite o riflesse da quegli strati superiori dell'atmosfera rarefatti che chiamiamo ionosfera.

Un'antenna di radiotelescopioEsistono solo tre "finestre", cioè tre campi di lunghezza d'onda, in cui l'atmosfera nel suo complesso è trasparente o quasi: la finestra ottica, da 1 micron a qualche decimo di micron, comprendente la luce visibile e piccole porzioni di infrarosso e ultravioletto; la finestra infrarossa intorno a 10 micron; la finestra "radio", tra 15 metri e qualche millimetro di lunghezza d'onda. I confini delle finestre non sono ben definiti perché dipendono dalle condizioni meteorologiche e dal grado di ionizzazione della ionosfera legato all'attività solare. Solo la finestra radio tra 3 m e 3 cm è praticamente sempre aperta, in qualunque ora, stagione o fase del ciclo solare.

La scoperta di Jansky ci ha dato perciò la possibilità di osservare l'universo giorno e notte, col sereno e con la pioggia, senza bisogno di entrare in orbita con osservatori spaziali.

Un radioamatore americano, Reber, proseguì gli esperimenti interrotti da Jansky nel 1935, e riuscì con un radiotelescopio fatto in casa a disegnare nel 1940 la prima mappa radio della galassia.

Solo dopo la seconda guerra mondiale le esperienze di Jansky, di Reber e di alcuni "radaristi", che avevano riscontrato disturbi ai loro apparati provocati dalla radiazione del sole, spinsero l'astronomia ufficiale a interessarsi di questo nuovo canale di comunicazione con l'universo. I progressi tecnici degli anni '50 e '60 hanno sconvolto poi l'astronomia tradizionale fornendo un'immagine nuova e diversa dell'universo.

L'importanza definitiva della radioastronomia è stata definitivamente sanzionata nel 1974 con l'attribuzione al radioastronomo inglese Martin Ryle del Premio Nobel per la fisica.

Le radiosorgenti

Chiamiamo "radiosorgenti una serie di oggetti di varia natura e dimensione che hanno però in comune una importante caratteristica: emettono una radiazione ricevibile con gli attuali radiotelescopi. In realtà tutti i corpi emettono onde radio se non altro per effetto della loro propria temperatura. Ma perché un corpo celeste emetta una radiazione misurabile deve avere delle determinate caratteristiche:

  1. essere relativamente vicino
  2. essere molto grande
  3. essere molto efficiente.

A tale proposito cercherò di fare alcuni esempi. La Luna è relativamente vicina ma piccola e pochissimo efficiente. Il Sole è meno vicino della Luna ma più grande e discretamente efficiente ne deriva quindi una fortissima radiosorgente. Alpha Centauri, è più grande del Sole, probabilmente altrettanto efficiente ma molto difficilmente ricevibile perché troppo lontana. Le pulsar sono piccolissime e almeno cento volte più lontane, ma sono così efficienti che alcune di esse sono radiosorgenti di media intensità.

Le Galassie sono miliardi di volte più grandi del Sole: alcune, anche se relativamente vicine sono debolissime radiosorgenti mentre tra le più lontane troviamo qualche forte emettitrice. Infine alcune Quasar anche se all'estremo dell'universo sono ricevibili con facilità.

Il Sole
La nostra stella come si sa è formata in realtà da diverse "bucce" concentriche ad ognuna delle quali è associata una radio emissione a diversa lunghezza d'onda via via crescente mano a mano che ci allontaniamo dal centro. Il Sole quindi nella sua totalità è una stella con discreta efficienza. Ma mentre nel visibile emette in maniera quasi costante, nel campo radio, si comporta in maniera piuttosto bizzarra: la radiazione non scende mai al di sotto di un determinato livello ma talvolta aumenta in maniera graduale anche di cento volte rispetto al valore di fondo, ogni tanto poi emette "scoppi" o "tempeste" di radiazioni variabili da qualche secondo a qualche giorno. Da notare che queste stranezze non sono in via teorica un'esclusività della nostra stella, ma molto probabilmente questi fenomeni appartengono a qualsiasi stella dell'universo solo che date le distanze in gioco noi con i nostri radiotelescopi non le possiamo percepire.
La Galassia
La nostra galassia se fosse vista dall'esterno non sarebbe classificata come radiosorgente apprezzabile, ma per noi che la abitiamo, l'emissione di radioonde è stata e sarà sicuramente di grande importanza per capire i segreti nascosti all'interno di essa. Il nucleo galattico ad esempio non è osservabile otticamente in quanto velato da nubi di polveri e gas, nubi che però permettono il passaggio delle onde radio, cosicché con uno strumento di adeguate proporzioni possiamo stimarne molto precisamente la posizione.

Termino qui questa piccola introduzione nel mondo della radioastronomia, mondo che come vedremo sui prossimi numeri, anche se apparentemente alla portata solo di astronomi dotati di grandi e costosi strumenti, è praticabile da tutti coloro che si accontentano di "osservare" le sorgenti più forti.

[Tratto da: Gianfranco Sinigaglia, "Elementi di tecnica radioastronomica", CeC edizioni radioastronomiche]


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