Il primo radiotelescopio antartico giapponese punta alle stelle
I ricercatori hanno in programma di installare il primo radiotelescopio giapponese in Antartide per studiare la formazione stellare, rafforzando così la reputazione del continente ghiacciato come il posto migliore sulla Terra per osservare i fenomeni cosmici.
Gli scienziati dell'Università di Tsukuba e di altre istituzioni intendono trasportare il telescopio a bordo della nave di osservazione Shirase alla stazione Syowa in Antartide già a novembre.
Verrà poi trasportato su una slitta fino al sito di installazione, situato a 1.000 chilometri nell'entroterra dalla stazione di Syowa.
Si prevede che le osservazioni spaziali inizino il prossimo anno fiscale.
"Faremo tutto il possibile per chiarire il meccanismo di formazione stellare", ha affermato Nario Kuno, professore di astronomia presso l'Università di Tsukuba, a proposito del progetto.
Le stelle sono create dall'attrazione gravitazionale di enormi nubi di particelle di gas e polvere.
Il team giapponese ha annunciato l'intenzione di utilizzare il telescopio per studiare la densità e la distribuzione di questi gas catturando le onde radio emesse dal monossido di carbonio.
"Esamineremo la distribuzione del gas ad alta densità nella galassia", ha affermato Kuno.
COMBATTERE GLI ELEMENTI
Scienziati di vari paesi conducono studi astronomici in Antartide, sfruttando i lunghi periodi di giornate limpide e soleggiate. Inoltre, il vapore acqueo, che può bloccare le onde radio provenienti dallo spazio, è relativamente basso in Antartide.
Il radiotelescopio giapponese compatto ha un diametro di 30 centimetri e sarà installato nei pressi della stazione Dome Fuji, a un'altitudine di 3.800 metri.
Le osservazioni saranno effettuate nei periodi più caldi dell'anno, poiché le temperature possono scendere fino a -40 gradi anche in estate.
Sono previste contromisure specifiche per impedire che il freddo gelido rompa il motore del telescopio, tra cui l'uso di riscaldamento, l'isolamento del dispositivo e l'adozione di materiali resistenti alle basse temperature per i cavi.
L'Istituto nazionale di ricerca polare e l'Istituto di ricerca meteorologica dell'Agenzia meteorologica giapponese hanno condotto test a bassa temperatura sul telescopio.
Il team giapponese prevede di inviare ricercatori in osservazione per sei o sette settimane ogni estate. Prevede inoltre di costruire una nuova base di osservazione attorno al sito per un telescopio più grande da 12 metri.
Il programma per l'installazione del radiotelescopio in Antartide è iniziato nel 2004, ma è stato inizialmente ostacolato da difficoltà finanziarie.
"La nostra priorità è innanzitutto garantire che le osservazioni vengano effettuate con successo, viste le preoccupazioni circa la nostra capacità di ricevere onde radio in loco come indicato", ha affermato Kuno.
SITO DI OSSERVAZIONE PERFETTO
Si stima che il livello di vapore acqueo che blocca le onde radio in Antartide sia circa un decimo di quello delle Hawaii, dove si trovano numerose strutture di osservazione, tra cui il telescopio Subaru dell'Osservatorio astronomico nazionale del Giappone.
Un altro vantaggio dell'Antartide per l'osservazione delle stelle è la frequenza dei giorni in cui l'atmosfera è molto trasmissiva, il che consente alle onde radio di viaggiare più facilmente nell'aria.
Nel 2013, l'Università di Tohoku, citando il suo studio sulle fluttuazioni atmosferiche in Antartide, ha dichiarato che la stazione ad alta quota Dome Fuji è "il luogo più ideale sulla Terra per l'osservazione astronomica".
"Il tipo di monitoraggio delle onde radio che immaginiamo è possibile solo in Antartide", ha affermato Kuno. "Nonostante l'ambiente ostile, siamo fiduciosi che dalle osservazioni effettuate lì emergeranno risultati di ricerca affascinanti".
Stati Uniti, Cina ed Europa hanno già telescopi in Antartide.
Il South Pole Telescope (SPT), una base di osservazione del Polo Sud gestita principalmente da università nordamericane, ha iniziato la sua missione di osservazione nel 2007.
L'SPT, insieme all'Alma Observatory in Cile e a un telescopio alle Hawaii, è stato utilizzato per riprendere un buco nero. La prima immagine di questo tipo di un buco nero è stata pubblicata nel 2019 da un team di ricerca internazionale, tra cui l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone.
La Cina, che ha rafforzato la sua presenza come importante sviluppatore spaziale, ha installato in Antartide telescopi ottici e radiotelescopi di diverse decine di centimetri di diametro. Il Paese prevede di introdurre un telescopio da 60 centimetri nell'ambito dei suoi sforzi di ricerca ampliati.
OSSERVAZIONE DEI NEUTRINI
L'Antartide ospita anche un centro per lo studio dei neutrini, una particella elementare studiata presso le strutture giapponesi di Kamiokande e Super-Kamiokande.
IceCube in Antartide, il più grande osservatorio di neutrini al mondo, è composto da 5.000 rivelatori inseriti in un pozzo verticale scavato nella calotta glaciale a una profondità compresa tra 1,5 e 2,5 km. Le sue dimensioni sono equivalenti a quelle di 800 Tokyo Dome.
La costruzione di IceCube è iniziata nel 2004 e le osservazioni sono iniziate nel 2011.
L'Università di Chiba è una delle istituzioni coinvolte nel monitoraggio di IceCube.
Gli scienziati dell'università hanno sviluppato un metodo affidabile per catturare qualsiasi tipo di neutrino ad alta energia. Nel 2012, sono stati i primi al mondo a scoprire un neutrino ad altissima energia.
A luglio di quest'anno, i ricercatori dell'Università di Chiba e di altri enti hanno pubblicato i loro risultati basati su 13 anni di dati osservativi di IceCube.
La loro conclusione è stata che la componente principale dei raggi cosmici ad altissima energia provenienti dallo spazio non sono i protoni, come si pensa comunemente, ma nuclei atomici molto più pesanti.
IceCube è attualmente in fase di aggiornamento e sono in programma installazioni di IceCube-Gen2 di nuova generazione.
Si prevede che IceCube-Gen2 entrerà in costruzione intorno al 2028 e avrà una sensibilità sette o otto volte maggiore di IceCube.
L'aggiornamento di IceCube prevede l'installazione di 700 rilevatori ad alte prestazioni attorno a quelli esistenti, rendendoli più densamente distribuiti.
IceCube si è concentrato principalmente sulle osservazioni di neutrini ad alta energia. Tuttavia, si prevede che la nuova configurazione migliorerà le prestazioni di osservazione dei neutrini anche nella banda a bassa energia.
Quest'estate negli Stati Uniti si è svolta una prova generale dell'edificio e si prevede che la modernizzazione sarà completata l'anno prossimo.
Shigeru Yoshida, professore di astronomia all'Università di Chiba e responsabile dello sviluppo dei nuovi rilevatori, ha espresso grandi aspettative.
"Esploreremo l'astronomia dei neutrini anche nella banda delle basse energie", ha affermato. "La nostra speranza specifica è identificare oggetti celesti e catturare il momento della nascita del buco nero, sfruttando contemporaneamente sonde a raggi X e luce visibile".
