Capiremo meglio l’Universo grazie a questo telescopio

Nel 2012 il Dipartimento della difesa degli Stati Uniti non sapeva che farsene di due telescopi spaziali. Erano stati sviluppati per osservare la Terra, ma il progetto aveva richiesto più tempo e denaro del previsto ed era stato accantonato. I responsabili del Dipartimento chiesero allora a quelli della NASA se fossero interessati. Lo erano. Il Roman Space Telescope (RST), cioè il frutto di quella sorta di riciclo dopo una profonda riprogettazione, partirà domenica dalla Terra per un viaggio di centinaia di migliaia di chilometri e nei prossimi anni ci aiuterà a capire meglio come è fatto l’Universo.

RST ha uno specchio, il suo principale strumento ottico, con un diametro di 2,4 metri, quasi quanto quello del telescopio spaziale più famoso di tutti, Hubble, ma ha un campo visivo molto più ampio. Significa che può osservare porzioni di cielo circa cento volte più ampie di quelle osservate da Hubble o dal più recente James Webb Space Telescope, consentendo di rilevare e studiare maggiori quantità di stelle e di galassie in una volta sola. RST raccoglierà dati preziosi per studiare l’evoluzione dell’Universo, scoprire nuovi pianeti fuori dal nostro sistema solare (gli “esopianeti”) e capire qualcosa di più sull’energia oscura e sulla materia oscura. Con moltissimi dati.

La NASA ha stimato che il telescopio produrrà fino a 1,4 terabyte di dati scientifici al giorno (più o meno quanto occupano 300 film ad alta definizione). In un anno di attività, produrrà quindi una quantità di dati paragonabile a quella prodotta da Hubble in oltre trent’anni in orbita intorno alla Terra. Le informazioni viaggeranno molto più a lungo e arriveranno da lontano, visto che RST sarà molto più distante dalla Terra: circa 1,5 milioni di chilometri, al riparo da eventuali interferenze delle attività terrestri.

Meteo permettendo, il lancio di domenica è previsto alle 13:26 (ora italiana) dal Kennedy Space Center in Florida a bordo di un Falcon Heavy, il potente sistema di lancio di SpaceX. Dopo essersi separato dal razzo che lo avrà portato oltre l’atmosfera, RST viaggerà per circa tre mesi fino a raggiungere L2, il punto dove le forze gravitazionali gli consentiranno di mantenere una posizione stabile rispetto alla Terra mentre orbita intorno al Sole.

Dopo altri mesi necessari per la calibrazione, RST inizierà a usare il Wide Field Instrument (WFI), una grande fotocamera da 300 megapixel che serve per osservare soprattutto nell’infrarosso. Il telescopio sfrutterà quindi una porzione di luce che i nostri occhi non vedono e che consente di rilevare oggetti molto lontani anche attraverso nubi di polvere e gas. Ogni scatto renderà osservabili migliaia di stelle e galassie e permetterà agli astronomi di studiare come sono distribuite nello Spazio, come cambiano nel tempo e come si sono formate ed evolute.

RST non è il primo telescopio a svolgere campagne di osservazione di questo tipo. Euclid dell’Agenzia spaziale europea sta compiendo una grande mappatura del cielo e altrettanto ha iniziato a fare anche l’osservatorio Vera C. Rubin in Cile: hanno entrambi un campo di osservazione più grande, ma hanno una risoluzione più bassa rispetto a RST. In questo senso il nuovo telescopio può essere considerato come una via di mezzo tra questi e Hubble o JWST, che osservano invece in grande dettaglio porzioni ristrette e molto specifiche di Spazio.

Il WFI sarà uno degli strumenti principali per lo studio dei due grandi misteri della cosmologia: la materia oscura e l’energia oscura. La prima non emette né riflette luce, quindi non può essere osservata direttamente, ma supponiamo che esista perché influenza il movimento delle galassie e deforma la luce emessa dagli oggetti nell’Universo. L’energia oscura è ancora più sfuggente: è il nome che è stato scelto per descrivere ciò che sembra fare accelerare l’espansione dell’Universo, ma non sappiamo ancora che cosa sia fisicamente. L’osservazione di enormi quantità di galassie – misurandone posizione, forma e distanza – con WFI permetterà di ricostruire meglio come la materia oscura è distribuita nello Spazio e come l’espansione dell’Universo è cambiata nel tempo.

L’altro strumento principale di RST è un coronografo (Coronagraph Instrument – CGI): serve per lo studio dei pianeti che orbitano attorno a stelle diverse dal Sole (esopianeti). In questo tipo di osservazioni c’è sempre un problema: la luce della stella è enormemente più intensa di quella riflessa dal pianeta, che ne riflette solo una piccola parte. Sfruttando sistemi di schermatura e tecniche ottiche di precisione, il coronografo blocca la maggior parte della luce della stella e in questo modo rende osservabile quella molto più debole del pianeta. Con questa tecnica, e grazie a strumenti aggiuntivi, sarà possibile ottenere dati su pianeti lontanissimi utili per studiarne l’atmosfera, la composizione e altre proprietà fisiche.

Lo studio degli esopianeti è diventato possibile solo negli ultimi decenni grazie ai progressi nei sistemi di osservazione. La loro ricerca e analisi sono fondamentali non solo per capire meglio se il nostro sistema solare sia una rara eccezione per come è fatto, ma anche per capire se ci siano pianeti simili alla Terra dove potrebbe essersi formata la vita per come la conosciamo.

Ma RST sarà usato per molti altri scopi scientifici, considerato che sono già stati approvati quasi 120 progetti di ricerca che useranno gli strumenti. Tra i tanti, c’è particolare interesse per lo studio dei “piccoli punti rossi” (LRD), degli oggetti misteriosi e compatti che sono stati osservati alcuni anni fa dal JWST nell’Universo primordiale, quando aveva poche centinaia di milioni di anni (oggi si stima abbia circa 13,8 miliardi di anni).

Non sappiamo ancora che cosa siano: c’è chi ipotizza che siano stelle enormemente massicce oppure buchi neri in rapida crescita avvolti da dense nubi di gas. Sembrano scomparire man mano che l’Universo invecchia, ma non se ne ha la certezza e per questo saranno importanti le osservazioni di grandi porzioni di cielo in profondità.

Il telescopio osserverà circa mille galassie alla ricerca delle “supernove fallite”, cioè stelle molto massicce che, invece di esplodere, sembra collassino direttamente su loro stesse diventando buchi neri, quindi scomparendo alla nostra vista. Ma ci saranno anche studi sui cambiamenti all’interno di galassie come Andromeda e quella del Triangolo, mappando circa mezzo miliardo di stelle delle quali saranno seguiti i movimenti nel corso del tempo.

L’attesa da parte di chi lavora nella ricerca o è semplicemente appassionato di Spazio è alta, e il grande interesse riflette lo spirito con cui lavorò per anni alla NASA Nancy Grace Roman, l’astronoma statunitense cui è dedicato il telescopio. Nel 1960 divenne la prima donna a ricoprire un ruolo dirigenziale all’interno dell’agenzia, come responsabile dell’astronomia.

Convinta sostenitrice della necessità di una maggiore presenza di donne nella scienza, raccontò di ricordarsi ancora la reazione della sua tutor alle scuole superiori quando le aveva chiesto il permesso di seguire un secondo corso di algebra invece di un quinto anno di lingua latina: «Mi guardò dall’alto in basso e sogghignò: “Quale signorina sceglierebbe matematica invece di latino?”». Gli studi di matematica le furono utili. Rimase alla guida dei programmi di astronomia fino agli anni Settanta ed ebbe un ruolo centrale nella pianificazione di Hubble, che fu portato in orbita nel 1990.

Nancy Grace Roman passò buona parte della propria carriera a convincere altre persone che valeva la pena guardare lontano. Ora un telescopio spaziale in partenza dalla Terra porta il suo nome.