LA STRUMENTAZIONE AL TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO

Una volta che la luce di un oggetto astronomico è stata focalizzata sul piano focale, essa viene analizzata dagli strumenti montati al fuoco del telescopio. Al Telescopio Nazionale Galileo (TNG) vi sono attualmente attivi quattro strumenti.

GIANOHARPS-N

NICS

DOLORES

Sul fuoco Nasmyth A vi sono montati due strumenti, GIANO e NICS; sul fuoco Nasmyth B vi sono HARPS-N e DOLORES.

STRUMENTI AL FUOCO DEL TNG

HARPS-N (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher–North) è lo strumento sicuramente più all’avanguardia del TNG.

Frutto della collaborazione di numerosi paesi quali Svizzera, Italia, Regno Unito e USA, è stato inaugurato nell’aprile 2012.

HARPS-N è definito “il cercatore di pianeti extrasolari”, ossia pianeti in orbita attorno a stelle di tipo solare.

HARPS-N è uno spettrografo in grado di misurare la velocità radiale delle stelle con estrema precisione, raggiungendo valori pari a 1 m/s.

Per approfondire: “I metodi per rilevare i pianeti extrasolari – parte 2”

HARPS-N, IL CACCIATORE DI PIANETI

HARPS-N è collegato al fuoco del TNG tramite fibre ottiche (si veda la figura), ma lo strumento vero e proprio si trova sotto il pavimento, al piano terra dell’edificio, chiuso in una sorta di contenitore, dove è stato praticato il vuoto e mantenuto a una temperatura costante di 17 gradi centigradi.

HARPS-N, IL CACCIATORE DI PIANETI

Tra gli obiettivi di HARPS-N vi è la conferma e lo studio di candidati pianeti individuati dal Telescopio Spaziale Kepler della NASA.

Kepler, infatti, è in grado di rilevare degli oggetti attorno ad altre stelle, ma la conferma che tali oggetti siano o meno dei pianeti deve essere fatta da strumenti come HARPS-N.

Altri campi di ricerca di HARPS-N includono la ricerca e la caratterizzazione di pianeti attorno a stelle di tipo solare, lo studio dell’astrosismologia, ossia della scienza che si occupa della struttura interna delle stelle pulsanti, e le abbondanze chimiche.

KEPLER -10c , LA PRIMA MEGA -TERRA

KEPLER-78b , LA PRIMA SUPER-TERRA SIMILE AL NOSTRO PIANETA Nel 2013 HARPS-N ha permesso di caratterizzare la prima Super-Terra, il primo pianeta più simile al nostro. Kepler-78b, un pianeta che orbita attorno alla sua stella in sole 8 ore, è in effetti troppo vicino, e quindi troppo caldo, per poter ospitare forme di vita come noi le conosciamo.

Nel 2014 HARPS-N ha permesso di caratterizzare la prima Mega-Terra, un pianeta di dimensioni confrontabili con quelle di Nettuno e con massa pari a 17 volte quella della Terra. Un tale oggetto non era mai stato osservato prima.

GAPS è il programma di osservazione dell’INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica per la ricerca e la caratterizzazione dei sistemi planetari con lo spettrografo HARPS-N.

Grazie al progetto GAPS e allo spettrografo HARPS-N a partire dal 2012 si è aperta per la Comunità scientifica italiana una concreta opportunità di diventare protagonisti mondiali della ricerca di pianeti extrasolari.

GIANO, IL NUOVO STRUMENTO AL TNG

Con questo progetto inizia una fase molto importante di sperimentazione tecnologica di nuovi materiali e componenti, in vista della futura strumentazione infrarossa ai grandi telescopi.

GIANO è il nuovo strumento disponibile al TNG-Telescopio Nazionale Galileo per la comunità astronomica, italiana e internazionale.

Si tratta del primo strumento al mondo capace di produrre uno spettro infrarosso completo ad alta risoluzione in una sola esposizione. GIANO osserva nell’intervallo di lunghezze d’onda 0.95-2.45 µm, ossia 9 500 - 24 500 Angström.

Mentre HARPS-N osserva nell’ottico, GIANO è uno spettrografo che osserva nell’infrarosso vicino.

La tipologia di oggetti che GIANO studierà sarà stelle che emettono principalmente nell’infrarosso, permettendo quindi di individuare pianeti extrasolari nell’infrarosso attorno a stelle di tipo M, che sono più fredde del Sole (con temperature dell’ordine di 5800 gradi centigradi).

NICS

NICS - Near Infrared Camera Spectrometer è una camera / spettrometro infrarosso che permette cioè di fare immagini (o imaging) e spettroscopia a bassa e media risoluzione, osservando nell’infrarosso nell’intervallo di lunghezze d’onda 0,9-2,5 µm, ossia 9 000-25 000 Angström.

NICS permette di fare imaging nel vicino infrarosso, e quindi di osservare oggetti arrossati, i più freddi della nostra Galassia e redshiftati (e che quindi emettono nell’infrarosso).

Con NICS è possibile osservare ammassi stellari, stelle nane, stelle brune, supernovae, corpi minori del Sistema Solare, nebulose, ossia zone della nostra Galassia ricche di gas e polvere, che sono sede di formazione stellare oltre che galassie lontane.

Inoltre, NICS permette di osservare oggetti di carattere cosmologico al di fuori della nostra Galassia quali quasar e Gamma Ray Burst (GRB).

2001: NICS misura la velocità del vento (pari a 10 000 km/s), in forte espansione, dal quasar più lontano denominato SDSS J104433.04-012502.2.

2009: NICS contribuisce alla scoperta dell’oggetto astronomico più lontano mai osservato, GRB 090423, a oltre 13 miliardi di anni-luce da noi. In pratica, il lampo gamma è esploso nell’universo ancora “bambino” con un’ età di poco più di 600 milioni di anni.

DOLORES

DOLORES - Device Optimized for the LOw RESolution è uno strumento adatto a ottenere immagini dirette (imaging) e spettroscopia a bassa e media risoluzione.

Con DOLORES si possono osservare ammassi stellari, oggetti del nostro Sistema Solare, supernovae, e oggetti al di fuori della nostra Galassia, come altre galassie lontane, Gamma Ray Burst e Quasar.

Nel 2006 grazie a DOLORES si è avuta conferma che l'oggetto trans-nettuniano 2005 FY9, denominato successivamente Makemake, era in realtà molto simile a Plutone come composizione, rendendolo praticamente un suo gemello. Qualche mese più tardi, Plutone venne declassato a pianeta nano del Sistema Solare.

Nel 2007 DOLORES ha contribuito alla scoperta di un pianeta sopravvissuto all'espansione della sua stella,

divenuta quindi una gigante rossa. Caso interessante da studiare in quanto anche il nostro

Sole, dopo la fine del bruciamento dell’idrogeno, fra circa 5 miliardi di anni, entrerà nella fase di gigante rossa.

Questa sovrapposizione di tre immagini, detta tricomia, della nebulosa M16 è stata ottenuta dai ragazzi vincitori delle Olimpiadi Italiane di Astronomia nel giugno 2010 utilizzando lo strumento DOLORES durante un run osservativo al TNG.

Autori: Marco Monaci, Simone Polimeni e staff TNG.

LA STRUMENTAZIONE AL TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO

IL TEAM:GAPS SCIENCE TEAM

SABRINA MASIERO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA E FGG-TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO

CATERINA BOCCATO, INAF - OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA

RICCARDO CLAUDI, INAF- OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PADOVA

GLORIA ANDREUZZI, FGG-TELESCOIPIO NAZIONALAE GALILEO E INAF – OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI ROMA

EMILIO MOLINARI (DIRETTORE DEL TNG), FGG – TELESCOPIO NAZIONALE GALILEO E INAF – IAFS, MILANO

Immagini:diapositiva 1: Il Telescopio Nazionale Galileo. Crediti: INAF-Istituto Nazionale di Astrofisica/Cerisoladiapositiva 2: il Telescopio Nazionale Galileo. Crediti: FGG-TNG/Emilio Molinaridiapositiva 3: gli strumenti montati al fuoco del TNG. Crediti: FGG-TNGdiapositiva 4: HARP-N. Crediti: FGG-TNGdiapositiva 5: Le fibre ottiche di HARPS-N al fuoco del TNG. Crediti: FGG-TNG/Sabrina Masierodispositiva 6: rappresentazione artistica di Kepler-78b. Crediti: FGG-TNG/Avet Harutyunyan . Rappresentazione artistica di Kepler-10c. Crediti : FGG-TNG/Vincenzo Guido. Diapositiva 7: Rappresentazione artistica del sistema planetario che e' formato da tre pianeti extrasolari, i piu' piccoli finora scoperti attorno alla stella KOI-961. Crediti: NASA/JPL/Caltech.diapositiva 8: Giano. Crediti: FGG-TNG. diapositiva 9: NICS. Crediti: FGG-TNG.diapositiva 10: Immagine del quasar, 2001 - EPIC-pn image (0.5-2.0keV) di QSO SDSS 1044-0125 a z=5.8, XMM-Newton; Europe's X-Ray Observatory, http://xmm.esac.esa.int/external/xmm_science/gallery/public/level3.php?id=37 . Seconda immagine: GRB 090423 piu’ lontano. Crediti: NASA/Swift/Stefan Immler Diapositiva 11: DOLORES. Crediti: FGG-TNG,Diapositiva 12: Rappresentazione artistica di Makemake, crediti: International Astronomical Union (IAU). Disponibile anche su Wikipedia: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Illustration_of_the_dwarf_planet_Makemake.jpgSeconda immagine: Rappresentazione artistica del sistema planetario V 391 Pegasi com'era 100 milioni di anni fa. Crediti: HELAS/European Helio- and Asteroseismology Network, funded by the European Union under Framework Programme 6; artista: Mark Garlick.diapositiva 13: Messier 16, tricomia. Crediti: FGG-TNG/ DOLORES/Marco Monaci, Simone Polimeni e staff TNG. Logo delle Olimpiadi Italiane di Astronomia. Crediti: Sito web: http://www.iaps.inaf.it/olimpiadiastronomia/