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28 Marzo 2020
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    Il telescopio spaziale dell’Esa per la caratterizzazione degli esopianeti ha acquisito un’immagine della sua prima stella bersaglio. Raffigura Hd 70843, una sorgente a 150 anni luce da noi, ed è stata deliberatamente sfocata dall’ottica dello strumento per migliorare la precisione della misura della quantità di luce emessa

    L’immagine qui sopra copre circa 1000 x 1000 pixel, e il lato di ogni pixel corrisponde e un angolo di cielo di circa 0.0003 gradi, equivalente a meno di un millesimo del diametro della Luna piena. Nel dettaglio in basso a destra, un’area di circa 100 x 100 pixel centrata su Hd 70843, la stella osservata. Crediti: Esa/Airbus/Cheops Mission Consortium.

    Questa che vedete qui a fianco è Hd 70843, una stella a circa 150 anni luce, nella costellazione del Cancro. È la prima immagine astronomica acquisita dal telescopio spaziale Cheops, il “misura-pianeti” dell’Esa. E sì, potete dirlo senza timore, non si offende nessuno, anche se la missione ci è costata circa 100 milioni di euro: è sfocata.

    Non è un errore, non è un problema, non ci sarà bisogno di un intervento di riparazione come avvenne per il telescopio spaziale Hubble: questa volta è volutamente sfocata – o meglio, defocusedcome la definiscono gli astronomi. Questo perché lo scopo di Cheops non è compilare un bell’album di fotografie suggestive di stelle e pianeti, bensì calcolare l’esatto diametro di esopianeti già conosciuti. Per riuscirci deve misurare – con estrema precisione – la quantità di luce che riceviamo da ogni stella quando il pianeta del quale si vuole prendere la taglia le passa innanzi. Più la luce cala, più il pianeta è grande. Sapendo esattamente quanto la luce cala si può risalire a quanto il pianeta è grande.

    Ora, per quanto sia controintuitivo, dovendo misurare quanto cala la luce al transito del pianeta, non aver messo l’immagine perfettamente a fuoco è un vantaggio. Questo perché la luce viene acquisita attraverso un rivelatore Ccd composto da moltissimi pixel – un milione. E sparpagliare la luce della stella su più pixel rende la misura più precisa, in quanto meno soggetta all’errore dovuto alle inevitabili differenze nella risposta dei singoli pixel e alle variazioni del puntamento del telescopio.

    Insomma, queste appena arrivate sono esattamente le immagini che gli scienziati si aspettavano. E che attendevano con ansia. «Sapevamo che le prime immagini di un campo stellare sarebbero state cruciali, perché ci avrebbero permesso di capire se l’ottica del telescopio era sopravvissuta senza problemi al lancio del razzo», spiega il principal investigator di Cheops, Willy Benz, dell’Università di Berna (in Svizzera). «Quando le abbiamo viste apparire sullo schermo, è stato subito chiaro a tutti che avevamo davvero un telescopio funzionante».

    Dettaglio dello specchio secondario di Cheops (il cerchio nero in primo piano) con i suoi tre bracci di sostegno. Sullo sfondo, lo specchio primario, sul quale si riflette il volto di un ricercatore. Crediti: University of Bern, T. Beck

    «Per noi è un’immagine spettacolare», conferma Isabella Pagano, direttrice dell’Inaf di Catania e responsabile in Italia per Cheops. «I primi risultati sono veramente eccezionali, e ci dicono che lo strumento sta funzionando al top, come meglio non potevamo sperare».

    Quanto all’aspetto spigoloso della stella, era previsto anche questo. «Il dettaglio dell’immagine sfuocata di questa stella», spiega infatti a Media Inaf un altro degli scienziati del team di Cheops, Roberto Ragazzoni, direttore dell’Inaf di Padova, «riflette esattamente quello che ci aspettavamo: le ombre dei tre supporti dello specchio secondario e la zona centrale della distribuzione di luce – chiaramente visibili – fanno sì che il segnale sia particolarmente immune ai piccoli errori di puntamento del telescopio. Cheops infatti è un potente e preciso fotometro, il suo compito non è quello di ottenere immagini della stella (peraltro inutili, considerando che con questo telescopio apparirebbe praticamente puntiforme) ma di misurarne il flusso, mediando su un migliaio di pixel le inevitabili imperfezioni del rivelatore».

    «Ora che Cheops ha osservato il suo primo obiettivo», conclude Kate Isaakproject scientist Esa di Cheops, «siamo più vicini all’inizio della missione scientifica. Questa immagine meravigliosamente sfocata porta la promessa di una nuova, più profonda comprensione dei mondi al di là del Sistema solare».

    Nel video Media INAF qui sotto, Roberto Ragazzoni, progettista dell’ottica di Cheops, ci spiega con alcuni colleghi dell’Inaf di Padova perché si ricorra a questo artificio.

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