Notiziario n. 15 - Inverno 1999 |
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| L'osservatorio di Monte Palomar |
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di Elia Cozzi (Gruppo Astrofili "A. e G. Bernasconi") |
L'Osservatorio di Monte Palomar è di proprietà del California Institute of Technology (Caltech), un'istituzione privata di ricerca situata a Pasadena, in California, che ne cura anche la gestione. L'osservatorio viene utilizzato come strumento di ricerca per i programmi del Caltech e dei suoi studenti.
Gli strumenti principali dell'Osservatorio di Monte Palomar sono:
In base ad un accordo, il Caltech condivide l'utilizzo del Telescopio Hale con gli astronomi della Cornell University e quelli dell'Istituto Carnegie di Washington. La storia dell'Osservatorio di Monte Palomar inizia verso la metà degli Anni '20, quando i risultati ottenuti con il telescopio da 100 pollici dell'Osservatorio di Monte Wilson richiesero la necessità di uno strumento più grande per la realizzazione di programmi di ricerca astronomica piu avanzati. Come risultato delle previsioni e del lavoro dell'astronomo George Ellery Hale, nel 1928, l'International Education Board (una delle Fondazioni Rockefeller) finanziò il Caltech per la costruzione di un telescopio da 200 pollici. Vennero così analizzate numerose località al fine di trovare le migliori condizioni atmosferiche necessarie per un completo sfruttamento delle capacità del nuovo telescopio. Nel 1934, Monte Palomar venne selezionato come luogo adatto all'installazione del nuovo strumento.
Nello stesso tempo, alla Corning Class Works, nello Stato di New York, i tecnici stavano lavorando alla fusione del vetro Pyrex da 200 pollici, completata il 2 dicembre 1934. Dopo un periodo di raffreddamento di 8 mesi, il disco di Pyrex, del peso di 20 tonnellate venne inviato, in treno, a Pasadena per il lungo processo di levigatura al fine di conferirgli la forma necessaria per le osservazioni astronomiche.
La costruzione dell'edificio adatto ad ospitare il telescopio da 200 pollici, compresa la cupola rotante da 1000 tonnellate e la montatura del telescopio (le cui parti mobili pesano circa 530 tonnellate) iniziarono nella meta degli Anni '30 e furono quasi complete nel 1941, quando gli Stati Uniti entrarono nella Seconda Guerra Mondiale.
La guerra ritardò le operazioni di "formatura" dello specchio, che terminarono il 18 novembre 1947. Lo specchio, pesante ora solamente 14,5 tonnellate, iniziò un viaggio di due giorni verso Monte Palomar, dove venne installato nel telescopio per un periodo di test e di rettifica.
La ricerca scientifica all'Osservatorio di Monte Palomar è stata notevolmente proficua fin dal 1948. Il Telescopio Hale è stato utilizzato ogni notte serena per rifornire gli astronomi delle informazioni necessarie al raggiungimento degli obiettivi fissati dai loro programmi di ricerca. Le osservazioni spaziano dagli studi sui pianeti, sugli asteroidi e sulle comete appartenenti al Sistema Solare, a quelli eseguiti sulle stelle contenute nella Via Lattea, sulle galassie esterne fino ai quasar, gli oggetti piu remoti dell'Universo, così distanti che la luce raccolta dai telescopi di Monte Palomar ha impiegato miliardi di anni per raggiungere la Terra.
Con gli studi approfonditi della luce proveniente da questi oggetti celesti, gli astronomi sperano di estendere la nostra comprensione dell'Universo. Come si sono formati il Sole e i pianeti? Come nascono, evolvono e muoiono le stelle? Quanto è vecchio il nostro Universo? Come si è formato e qual è il suo destino? I telescopi di Monte Palomar sono gli strumenti necessari agli astronomi per rispondere a queste e ad altre simili domande a proposito dell'Universo.
Questi strumenti sono costantemente migliorati. Negli ultimi anni, per esempio, il telescopio da 200 pollici e stato equipaggiato con i sensori di posizione e con i computer ad alta velocità: modifiche che incrementano notevolmente l'efficienza delle operazioni. Ancora più significativo è stato lo sviluppo di dispositivi elettronici in grado di rilevare i deboli segnali luminosi provenienti dagli oggetti più distanti. Alcuni di questi dispositivi sono 100 volte più sensibili delle lastre fotografiche utilizzate quando il telescopio entrò in servizio. Altri dispositivi sono in grado di misurare la luce infrarossa, una parte dello spettro che era inaccessibbile agli astronomi nel 1948. Grazie a questi miglioramenti, il telescopio Hale da 200 pollici può essere ora utilizzato per risolvere quei problemi di ricerca che sarebbero stati impossibili solamente pochi anni fa.
Sebbene i rilevatori elettronici abbiano sostituito la fotografia per il telescopio da 200 pollici, cio non è avvenuto per il telescopio Oschinda 48 pollici, progettato per fotografie a grande campo. Infatti può essere pensato come una macchina fotografica in cui, per registrare le immagini, sono necessarie lastre da 14 pollici quadrati. Questo telescopio è impegnato in un programma pluriennale per la fotografia completa del cielo dell'emisfero nord. L'atlante fotografico risultante costituira una sorgente di informazioni astronomiche utilizzata in tutto il mondo.
La maggior parte della luce irradiata da stelle, galassie e quasar ha certe lunghezze d'onda che vengono assorbite dell'atmosfera della Terra. Per osservare questa luce, gli astronomi possono ora utilizzare telescopi altamente specializzati che orbitano intorno alla Terra al di fuori dell'atmosfera. Le relazioni tra questi telescopi spaziali e quelli usati in osservatori terrestri come quello di Palomar sono complementari. Né gli osservatori terrestri né gli osservatori spaziali possono compiere da soli quello che fanno cooperando. L'inquinamento luminoso è un problema crescente per gli osservatori di tutto il pianeta. Una delle ragioni per cui il monte Palomar venne scelto come base per il telescopio da 200 pollici fu il suo cielo che, essendo privo di interferenze dovute alle luci dei centri abitati, avrebbe consentito l'osservazione delle galassie piu deboli.
I turisti sono ben accolti all'Osservatorio di Monte Palomar, che puo essere raggiunto prendendo la California Highway 76 fino alla County Road S6, una ventosa strada di montagna che porta al cancello dell'Osservatorio. Il tempo necessario è di circa 3 ore da Los Angeles e 2 ore da San Diego. L'Osservatorio è aperto tutti i giorni (esclusi il 24 e 25 dicembre) dalle 9:00 alle 16:30. I turisti possono visitare il Gift Shop (aperto tutti i giorni dal 1o luglio al 31 agosto e i fine settimana durante la restante parte dell'anno), il Museo e il Telescopio Hale da 200 pollici (fino alle 16) da una speciale galleria nella cupola.
Dato che l'Osservatorio di Monte Palomar e una struttura di ricerca, tutte le sue risorse devono essere utilizzate per tale scopo; di conseguenza, l'osservazione attraverso i telescopi e le visite notturne non sono consentite.
Il telescopio Hale da 200 polliciIl Telescopio Hale da 200 pollici di diametro, lo strumento principale dell'Osservatorio di Monte Palomar, è utilizzato con una varietà di strumenti in grado di fornire all'osservatore un ampio range di operazioni e capacità per i programmi di ricerca.
Altri strumenti verrano aggiunti in futuro.
Gli astronomi di Monte Palomar stanno iniziando una collaborazione con i ricercatori del JPL un ambizioso programma per l'applicazione delle ottiche adattive al telescopio da 200 pollici, che porterà lo strumento ad una risoluzione, nel vicino infrarosso, al limite di diffrazione. Alcuni esperimenti di ottiche adattive sono già stati portati a termine con successo con il telescopio da 60 pollici.
Infine, un interferometro infrarosso (un banco di prova per l'interferometro del Telescopio Keck delle Hawaii) è in costruzione a Monte Palomar sotto sponsorizzazione della NASA. Il Caltech condivide l'utilizzo del Telescopio Hale con il Jet Propulsion Laboratory (JPL) e con la Cornell University, con il 50% del tempo di osservazione al Caltech e il 25% ad ognuna delle altre istituzioni.
Il telescopio Schmidt Oschin da 48 pollici e la Sky SurveyIl telescopio Oschin da 48 pollici di diametro, una Camera Schmidt a grande campo, è attualmente impegnata nella Second Palomar Observatory Sky Survey, un progetto della durata di un decennio per fotografare l'intera sfera celeste boreale nelle lunghezze d'onda del blu, del rosso e del profondo rosso. Questa seconda Survey completerà e migliorerà la prima, completata nella meta degli Anni '50, che divenne il più importante atlante celeste in molti campi dell'astronomia. La digitalizzazione delle lastre della Survey viene attualmente eseguita presso lo Space Telescope Science Institute (STScI). I dati risultanti formeranno un archivio di circa 3 Terabyte. Allo scopo di estrarre informazioni utili da questi insiemi di dati e stato sviluppato un sistema software in grado di catalogare, calibrare, classificare, mantenere e analizzare le lastre, denominato Sky Image Cataloging and Analysis Tool (SKICAT). Lo SKICAT fa uso delle tecnologie più evolute del software e della moderna intelligenza artificiale. La risultante Palomar Northern Sky Catalog (PNSC) dovrebbe contenere più di 2 miliardi di stelle, piu 50 milioni di galassie e circa 100000 quasar (500 dei quali con redshift superiore a 4), riprese in tre colori fino alla magnitudine limite fotografica 22 e con una classificazione stellare e galattica accurata al 90-95% fino alla magnitudine 21.
Una grande varietà di progetti scientifici, molti dei quali possono essere sviluppati come tesi di dottorato di ricerca, saranno possibili con l'utilizzo di questi database. Le applicazioni scientifiche iniziali comprendono gli studi sui conteggi delle galassie deboli e sulla struttura a larga scala dell'universo, l'identificazione automatica delle sorgenti nel radio, nel lontano infrarosso ed emittenti raggi x, la ricerca dei quasar ad elevato redshift, la generazione di cataloghi di gruppi e ammassi di galassie, la ricerca di oggetti variabili ed estremi, ecc.
Il telescopio da 60 polliciIl riflettore da 60 pollici di diametro, progettato come complemeto per il Telescopio Hale, dispone di una serie di camere CCD per la ripresa diretta, di uno spettrografo a lunga fenditura, di uno spettrografo Echelle per studi ad elevata risoluzione, di una nuova camera nel vicino infrarosso e di uno spettrografo Fabry-Perot.
La maggior parte del tempo di osservazione del telescopio da 60 pollici viene utilizzata dagli studenti universitari del Caltech, sia per programmi dell'Università, sia per programmi propri degli studenti. Questo telescopio svolge, inoltre, una parte importante per la calibrazione delle procedure in atto per la nuova Sky Survey, POSS II, attualmente in esecuzione al telescopio da 48 pollici.
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