27 nov 2009 F.Strafella 1

La frontiera dell'osservazione del cielo

da Terra e dallo spazio

27 nov 2009 F.Strafella 2

C.Flammarion ritrova e pubblica nel 1888 questa immagine. La didascalia recita: “ Un missionario medioevale riferisce di

aver trovato il punto in cui cielo e terra si toccano.

Il missionario possiamo leggerlo nel ruolo dellaFisica che si libera dai pregiudizi (stelle fisse e Terra piatta) andando ad “osservare” la Macchina Cosmica che e` fuori !

L’astronomia diventa astrofisica e quindi “rivoluzionaria”

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L’occhio umano:Diametro 7 mm + un supercomputer

Risoluzione spaziale : ~ 1 primo

Range dinamico : ~ 106

Magnitude limite : ~ 6 mag (flusso limite)

L’occhio umano:Diametro 7 mm + un supercomputer

Risoluzione spaziale : ~ 1 primo

Range dinamico : ~ 106

Magnitude limite : ~ 6 mag (flusso limite)

STRUMENTO DI CONTEMPLAZIONE

STRUMENTO DI CONTEMPLAZIONE

27 nov 2009 F.Strafella 4

Strumenti per l’osservazione del cielo: tappe di un percorso in piena evoluzione

Pupilla Pupilla ØØ = 0.5 – 0.7 cm = 0.5 – 0.7 cm

Ø Ø = 3 cm= 3 cm

Ø = Ø = 240 cm240 cm

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Strumenti di elaborazione dell’informazione

27 nov 2009 F.Strafella 6

La grande avventura della

Cosmologia Fisica

Mediatori dell’informazione astronomica

Cosa ci arriva dal cielo ?

• Luce (radiazione da cariche in moto)

• Raggi Cosmici (particelle cariche con massa)

• Neutrini (particelle neutre)

• Onde gravitazionali (radiazione da masse in moto)

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27 nov 2009 F.Strafella 8

Trasparenza dell’atmosfera terrestre (al 50%)

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27 nov 2009 F.Strafella 10NEON Summer school - Sep. 2006 - 11/04/23 -

Slide 10

TOOLS OF CONTEMPLATION TOOLS OF CONTEMPLATION

Firenze 1608 - Paranal 1998

Dimensioni: 4 x 8 mDimensioni: 4 x 8 mRisoluzione:~0.001”Risoluzione:~0.001”

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Una tecnica rivoluzionaria: Ottica Adattiva

Problema: un fronte d’onda piano che attraversi l’atmosfera viene deformato a causa delle disomogeneità dell’indice di rifrazione

PRIMA DOPO

Onda in arrivo deformata

Specchio deformabile

Fronte d’onda corretto

Soluzione: il fronte d’onda si “raddrizza” usando uno specchio deformato in modo da far emergere un’onda piana.

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Generalizzando: ogni fronte d’onda puo’ essere “spianato” se si dispone di specchi “flessibili” deformati opportunamente (da un computer)

Feedback loop: il prossimo

ciclo corregge i (piccoli) errori

dell’ultimo ciclo

Canada France Hawaii Telescope

15 m di integrazione Risoluzione di 0.19 arc sec

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NOME DEL PROGETTO DIAMETRO (m)

STATUS

OWL (Over Whelmingly Large Telescope)

100 “ESO (partenza nel 2005 come concept study: completato)

Euro 50 50 •Svezia-Spagna,Finlandia, UK, Irlanda (concept study: completo)

E-ELT 42 ESO (in fase di “detailed design”)

30m Telescope 30 USA, Canada (design study: in progress)

JELT (Japan ELT) 25 Giappone (design study: in progress)

GMT (Giant Magellan Telescope)

25 USA, Australia (design study: in progress)

Programmi per grandi telescopi

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Programmi per grandi telescopi OWL 100 m

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Programmi per grandi telescopi Euro50 50 m

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Programmi per grandi telescopi E-ELT 42 m

Interferometria L’esperimento di Young della doppia fenditura

Percosi ugualidifferenza di fase 0º

interferenza costruttiva

Percorsi differiscono per /2differencza di fase 180ºinterferenza distruttiva

0

Inte

nsit

y /d

d

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Interferometria spaziale

Introdotta in Astronomia nel 1886 (H.Fizeau) perosservare le stelle attraverso due aperture ricavate su un telescopio. La figura di interferenza prodotta e’ legata alla dimensione angolare della sorgente osservata.

Michelson interf.Mount Wilson1920 (2.5m tel)

Interferometro VLInterferometro VLT T Four Four 8.2-m 8.2-m

Unit TelescopesUnit TelescopesBaselines up to 130mBaselines up to 130m

Four 1.8-m Auxiliary Four 1.8-m Auxiliary Telescopes. Telescopes. Baselines 8 – 200mBaselines 8 – 200m

Field of view: 2 arcsecField of view: 2 arcsec near-IR to MIR (angular near-IR to MIR (angular

resolution 1-20 mas)resolution 1-20 mas) Excellent uv coverageExcellent uv coverage Fringe TrackerFringe Tracker Dual-Feed facilityDual-Feed facility Adaptive optics with Adaptive optics with

60 actuator DM (Strehl 60 actuator DM (Strehl >50% in K - Guide Star >50% in K - Guide Star mmVV < 16) < 16)

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Zoom nel cuore di HD87643 L’immagine a grande campo (sinistra) mostra la nebulosa associata, l’immagine al centro e’ ottenuta con tecnica interferometrica con uso di ottica adattiva, a destra a piu’ alta risoluzione c’e’ l’immagine sintetizzata con AMBER, uno degli strumenti al piano focale di VLT. (2009 A&A, 507, 317)

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Osservatori nello spazio

VANTAGGI: - Visione a lunghezze d’onda non accessibili da terra - Aumento della risoluzione spaziale ottenibile - Eliminazione del fondo di brillanza dell’atmosfera

SVANTAGGI: - Limitazioni sulla massa degli strumenti - Limitazioni sulle dimensioni - Limitazioni sulle manutenzioni

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Lo specchio di Herschel: 3.5mIl Criostato

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Prove di vibrazioneCamera di simulazione di volo

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Roll-outLancio, Kourou 14/5/2009

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