Se ne parla da trent’anni. E la prima fase della sua realizzazione non sarà ultimata, se tutto va bene, prima del 2028. Parliamo del radiotelescopio Ska (sigla di Square Kilometre Array), un potentissimo strumento per l’osservazione dello Spazio che, una volta completato, sarà il più grande mai costruito. Nonostante ci riferiamo a Ska con il singolare, il radiotelescopio è in realtà un osservatorio composto da due strumenti: il primo sorgerà in Sudafrica e il secondo in Australia. Ci aiuterà – questo è l’auspicio dei suoi progettisti, a raccogliere i segnali radio emessi dagli oggetti celesti e a far luce su alcuni degli enigmi più importanti dell’astrofisica, tra cui la natura della materia oscura e i meccanismi di formazione delle galassie.
Cos’è un radiotelescopio (e a cosa serve)
Piccolo ripasso. A differenza dei telescopi classici, quelli che lavorano con la luce visibile, o di quelli che lavorano con la luce infrarossa - per esempio il James Webb Space Telescope - un radiotelescopio, come suggerisce il nome, è uno strumento in grado di osservare la luce nella frequenza delle onde radio, solitamente per mezzo di una grande antenna parabolica o di una rete di più antenne collegate tra loro. È importante che strumenti di questo tipo siano grandi e sensibilissimi, dal momento che le emissioni radio in arrivo dai corpi celesti sono solitamente molto deboli; i radiotelescopi, in particolare, sono utilizzati per l’osservazione di pulsar radio e quasar, ma anche per la mappatura dell’idrogeno nello Spazio e per la misura delle concentrazioni di altri elementi e sostanze. Vengono inoltre impiegati per comunicare con le sonde spaziali e per misure riguardanti il moto della Terra e la deriva dei continenti.
Al momento, il più grande radiotelescopio al mondo è il Radiotelescopio Fast, in Cina, il cui diametro misura ben mezzo chilometro. Ma quello più famoso è certamente quello di Arecibo, in Porto Rico, purtroppo crollato nel 2020 in seguito alla rottura di due cavi di supporto, prima ad agosto e poi a novembre: ripararlo è sembrato fin da subito un’impresa molto ardua e costosa, anche perché gli ingegneri avevano avvertito sulla possibile caduta incontrollata di una struttura di oltre 900 tonnellate sospesa a 137 metri sul disco del radiotelescopio. Mentre si stava decidendo il da farsi, probabilmente uno smaltimento controllato, la struttura è effettivamente crollata, causando enormi danni all’antenna principale. Da allora, moltissimi ricercatrici e ricercatori impegnate nell’ambito della radioastronomia hanno sperato che la National Science Foundation (Nsf) statunitense, che gestisce il sito, investisse nella costruzione di un nuovo radiotelescopio, il Next Generation Arecibo Telescope, dato che il precedente era troppo danneggiato per essere ristrutturato. A breve, è arrivato il verdetto: la Nsf ha deciso che il nuovo Arecibo non s’ha da fare.
Due è meglio di uno
Come anticipavamo, la gestazione del radiotelescopio Ska è stata lunga è complicata. Il progetto iniziale ha subito la modifica più significativa nel 2012, quando i progettisti hanno deciso di dividere l’osservatorio in due strumenti diversi, uno in Sudafrica e uno in Australia. Come racconta Nature, la grande distanza tra le antenne e il numero totale delle antenne stesse faranno sì che i due telescopi, chiamati rispettivamente Ska-Mid e Ska-Low, saranno in grado di captare segnali radio con una sensibilità senza precedenti: Ska-Low, in particolare, rileverà frequenze comprese tra i 50 megahertz e i 350 megahertz, mentre Ska-Mid rileverà frequenze comprese tra i 350 megahertz e i 15,4 gigahertz. Sarà come avere un unico telescopio in grado di osservare una gamma di frequenze molto ampia. E, auspicabilmente, lavorerà molto a lungo: “Sostanzialmente, stiamo gettando le fondamenta di uno strumento che ci servirà per i prossimi cinquant’anni - ha spiegato Lindsay Magnus, direttore di Ska-Mid, nel corso della cerimonia inaugurale - Questa è la parte più eccitante: è un’eredità a lungo termine”.
Entrambi gli Ska saranno costruiti a blocchi, per fasi successivi: il primo passo, che da solo costerà circa un miliardo e mezzo di euro, dovrebbe essere completato entro il 2028. E sono già stati stanziati altri 700 milioni di euro per i costi operazionali del telescopio nel primo decennio di funzionamento. L’obiettivo finale è ambiziosissimo: migliaia di antenne sparse in Sudafrica e in alcune nazioni confinanti e un milione di antenne in Australia, per un’area totale di osservazione pari a un chilometro quadrato. La prima fase avrà un’area di circa un decimo di quella totale.
Ska-Low, Australia: Universo giovane e vita extraterrestre
Ska-Low sarà composto da 500 schiere di 256 antenne ciascuna, per un totale di quasi 130mila ricevitori, sparpagliate sulla sabbia rossa del sito dove sorge il Murchinson Radio-Abstronomy Observatory della Commonwealth Scientific And Industrial Research Organization (Csiro). Il sito è stato ribattezzato Inyarrimanha Ilgari Bundara, che nella lingua degli abitanti del luogo, i Wajarri Yamaji, significa “condividere il cielo e le stelle”. Gli scienziati e le autorità australiane hanno stretto un accordo con gli indigeni che permette loro di monitorare il sito e accompagnare i costruttori per evitare qualsiasi intervento indesiderato, e sono state loro assicurate opportunità lavorative e commerciali. La sensibilità dello strumento sarà incredibile: “Ska-Low ci permetterà di osservare l’Universo lontano con un livello di dettaglio molto superiore a quello che riusciamo a raggiungere oggi - ha spiegato Douglas Block, direttore del dipartimento di spazio e astronomia alla Csiro - È una cosa particolarmente eccitante, dal momento che sappiamo molto poco di quello che è successo nel primo miliardo di anni di vita dell’Universo”. Una sensibilità così elevata potrebbe anche aiutare nella ricerca di vita extraterrestre, dal momento che, come ha detto al Guardian Sarah Pierce, direttrice di Ska-Low, “il telescopio sarà in grado di rilevare il radar di un aeroporto distante decine di anni luce”.
Ska-Mid, Sudafrica: galassie vicine, formazione delle stelle e materia oscura
Anche dall’altra parte del mondo non scherzano. Le antenne della prima fase di Ska-Mid saranno 197, distribuite lungo circa 150 chilometri nella regione sudafricana di Karoo: le prime quattro saranno pronte già nel 2024, e le altre dovrebbero essere aggiunte nei quattro anni successivi. Il sito, in realtà, ospita già le antenne di un altro radiotelescopio, MeerKat, che entreranno a far parte della costellazione Ska-Mid intorno al 2027. “Ska rappresenterà un grande passo in avanti per la scienza - ha spiegato, come riporta sempre Nature - e Ska-Mid, in particolare, ci aiuterà a studiare in dettaglio le galassie vicine, rivelandone in particolare i flussi di gas, e i processi che hanno portato alla formazione delle stelle”. Oltre ad approfondire fenomeni che già in parte conosciamo, Ska dovrebbe infine aiutarci anche a far luce su enigmi più profondi, di cui sappiamo molto meno, in particolare sull’esistenza e sulla natura della materia oscura.
