Le infrastrutture astronomiche di nuova generazione: asset...
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1 Le infrastrutture astronomiche di nuova generazione: asset strategici per il futuro dell’umanità
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Leinfrastruttureastronomichedi
nuovagenerazione:asset strategici
perilfuturodell’umanità
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Infasedicostruzione:E-ELT,ilpiùgrandetelescopioalmondo
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Infasedicostruzione:
SKA:SquareKilometerArray- migliaiadiantenneinAustraliaeSudAfrica
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Infasedicostruzione:CTA- unareteditelescopiaraggigamma
Le suggestive immagini che ci fornisce l’astronomia moderna
sono ormai familiari a molti di noi
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Si tratta in sostanza di immagini ottenute coi nostri occhi, o
con strumenti che in qualche modo «avvicinano» l’immagine
ai nostri occhi.
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Eilfattochequesteimmagini«ravvicinate»possanoessere
ottenuteconl’ausiliodeitelescopi,beh…anchequestoè
familiareatuttinoi…infondountelecopioèunasortadi
macchinafotograficaconungigantesco«zoom»
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Enoncisorprendeilfattoche«peravvicinaresemprepiù»anoi
questeimmagini,sisonocostruititelescopisemprepiùgrandi.
TNG:TelescopioNazionaleGalileo
IsoleCanarie
Classe4metri
LBT:LargeBinocularTelescope
Arizona– USA
Classe8metri
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…efrapochianni:E-ELT,classe40metri
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…èunpo’menointuitivocapirecheruolo
giocanoleretiditelescopiodiradiotelescopisemprepiùestese
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Telescopinellabandavisibilesemprepiùgrandi….
Retiditelescopiaraggigammaodiradiotelescopi
semprepiùestese….
COMEFUNZIONATUTTOQUESTO?
Innanzitutto: lo spettro elettromagneticoIl nostro occhio funziona solo nella banda visibile.
Ma i corpi celesti irradiano onde elettromagnetiche in tutto lo spettro !
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Si,maperchénellabandavisibilecostruiamotelescopisemprepiùgrandi,
mentreinaltrebandecostruiamo«retiditelescopi»semprepiùestese?
?
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Come funzionano i telescopi
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Comeciaspettiamodivedereunastellinalontanaconuntelescopio?
Piùgrandeèiltelescopio,piùpiccoloèil«pallino»cioèaumentalarisoluzioneangolare
Piùgrandeèiltelescopio,piùluceraccogliamoequindipiùluminosoèil«pallino»
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Itelescopimodernisonocosìgrandi,elarisoluzioneangolareècosìelevatachein
realtàl’immaginerisultamoltodeterioratadallaturbolenzaatmosferica.
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OTTICHEADATTIVE
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L’effettodelleotticheadattive….
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EconE-ELTsaremoingradodimisurarelacomposizionechimicadell’atmosferadi
esopianeti,epotremoverificaresecisonogliingredientiperospitarelavita
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Granditelescopi
Granderisoluzioneangolare:possibilitàdidistinguereidettaglidi
sorgenticosmichesemprepiùlontane!à otticheadattiveOK!
Grandesensibilità:possibilitàdimisurareladeboleradiazionedi
sorgenticosmichesemprepiùlontane!
Eallora?Perchénoncostruiretelescopiatuttele
lunghezzed’ondasemprepiùgrandi,ebasta?
Perchéleretiditelescopi?
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i«pixel»nelpianofocale
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Eleimmaginiinbandaradio?
Sorgente puntiforme
a distanza infinita
Feed
Figura di diffrazione sul piano focale
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Sorgente estesa
a distanza infinita
Feed
Immagine sul piano focale
Problema:
1PIXEL!!!
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2PIXEL 1PIXEL
3PIXEL
7PIXEL
Il campionamento dell’immagine sul piano focale
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A’ A
B’B
a)
b)
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Merlin (UK)
10hr
N-S 3hrE-W 3hrE-W 10hr
M82
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TheEuropeanVLBINetwork
Questal’abbiamogià:
Unaretedipochi grandi
radiotelescopisuscalacontinentale
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Achecosastiamolavorando- unaretedimigliaiadi radiotelescopididimensioni
medio-piccolesuscalaplanetaria:SKA(SquareKilometerArray)
Ilprimopasso:
SudAfricaAustralia
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Retidi«pochi»singoligrandi radiotelescopisuscalacontinentale
Retidimigliaia diradiotelescopididimensionimedio-piccolesuscalacontinentale
(eforseungiornosuscalaplanetaria)
ECCOILFUTURO:
STIAMOPOPOLANDOILPIANETACONMIGLIAIAEMIGLIAIADIPIXEL!
STIAMOCONNETTENDOIPIXELCONLERETIALARGABANDA!
ELABOREREMOIDATICONSUPERCOMPUTERDISTRIBUITISULLARETEGLOBALE!
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STIAMOPOPOLANDOILPIANETADIMIGLIAIAEMIGLIAIADIPIXEL:
Pensatealnostrobulbooculare:lanostraretinaaltrononècheuninsiemefittodiPIXEL
STIAMOTRASFORMANDOILPIANETAINUNAGIGANTESCARETINA!!!
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STIAMOCONNETTENDOIPIXELDIQUESTAGIGANTESCARETINACONINTERNETALARGABANDA!
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«MACINEREMO»IDATICONSUPERCOMPUTERDISTRIBUITISULLARETEGLOBALE!
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INPRATICASTIAMOTRASFORMANDOILPIANETAINUNGIGANTESCOOCCHIO
INGRADODIOSSERVAREFINOAIBORDIDELL’UNIVERSO!!!
Manondimentichiamocheèproprioconlarealizzazionedispecialidispositivi
necessariper«correlareisegnalidelleretidiradiotelescopi»cheiradioastronomi
australianiinventaronoebrevettaronoilWIFI!
EnonèunsegretocheilfuturodelWIFIrisiede
nellapossibilitàdipotenziare
lecosiddette«tecnichemulti-fascio»
EconSKA...Stiamomettendoapuntoavanzatetecnologie«multi-fascio»perprogrammarealvolo
leantenneperosservarecontemporaneamente idirezionidifferenti
Apartelepotenzialiapplicazioninelletelecomunicazioni…
• Potremoosservarecontemporaneamentegalassie,pulsar,quasar,indifferentidirezioni
• Potremoeffettuaresurvey dituttoilcielosulargascalaintempirapidi
• Accumuleremoognigiornounaquantitàdidatiparagonabileaquantoneesisteoggisui
piùgrossiproviderdiinternet!!!
BIGDATA
…importantiapplicazioninell’esplorazionespaziale…
Immaginateunacosadellaserie:
«Houstonabbiamounproblema…»
…einpochisecondi…
…econSKAsaremoingradodiidentificare
ilsegnalediunradar inunpianetaextrasolare!
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Enellabandadeiraggigamma?
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Ancorapiùcomplicato!!!
I raggi gamma una volta penetrati nell'atmosfera terrestre, interagiscono con gli strati
alti dell’atmosfera. L'interazione dà origine ad uno sciame di particelle che si propaga
attorno alla direzione di provenienza del raggio gamma primario. L’ulteriore
interazione di queste particelle con l’atmosfera produce dei lampi di luce bluastra.
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Sorgenticosmichearaggigamma
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…epoiovviamentelepulsar
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Applicazioni:unbrevettoINAF- Radiografiamuonicadivulcani
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Tuttoquesto,etantealtrisviluppieprogressinelcampodell’astronomiaedell’astrofisicain
Italiaavvienepressole16StrutturediRicercadell’IstitutoNazionalediAstrofisica(INAF)
unEntePubblicodiRicercaincuilavoranocirca1000dipendenti.
RitornoindustrialeperilPaesenegliultimi15
anni,circa800MilionidiEurointerminidi
commesseindustrialiinternazionali
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