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ALMA compie 10 anni. Buon compleanno!

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Il telescopio ALMA dell’ESO compie già 10 anni

Uno dei doveri di una rivista di settore è scandire il tempo. Tenere il conto degli avanzamenti, riportare l’attenzione su strumenti ed eccellenze, dare voce e visibilità alla collaborazione e alla coesione internazionale, fissare i mattoni su cui poi si baseranno nuove e sensazionali scoperte. Le notizie poi, quelle davvero importanti su scoperte o ricerche capaci di condizionare il corso della storia, arrivano ed arriveranno, ma tutto il processo è molto più lento e serio di quanto il web non voglia farci credere.

10 anni di collaborazioni, prestigio, eccellenze, cooperazione: ALMA è tutto questo ed ogni appassionato di astronomia dovrebbe subire il suo fascino, uno strumento immenso.

Il telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) dell’ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe, in italiano) compie i suoi primi dieci anni, durante i quali ha regalato scoperte rivoluzionarie ed emozioni crescenti. Per festeggiarlo, gli autori dell’articolo hanno deciso di dedicargli dieci cartoline, una per ogni anno passato insieme.

Siete pronti per il viaggio?

Cos’é ALMA

ALMA è il più grande progetto in campo astronomico attualmente esistente: opera nella banda millimetrica e sub-millimetrica e si trova sull’altopiano di Chajnantor, nel deserto cileno di Atacama, a un’altezza di circa 5.000 m sul livello del mare.

L’altopiano in cui si trova ALMA a 5000 metri sul livello del mare.

È una collaborazione internazionale tra l’ESO, la statunitense National Science Foundation (NSF) e il National Institute of Natural Science (NINS) del Giappone; i quali a loro volta cooperano con il Cile che ospita il radiotelescopio formando il Joint ALMA Observatory (JOA).

Sull’altopiano di Chajnantor si trovano le antenne e le strutture operative note come Array Operation Site (AOS), mentre a 2.900 metri, una quota dove risulta meno difficoltoso lavorare, si trovano tutte le strutture di supporto, note come Operation Support Facility (OSF), dedicate al personale non coinvolto fisicamente con il radiotelescopio. I dati raccolti ed elaborati a Chajnantor vengono inoltrati a Santiago del Cile dove sono immagazzinati nel database centrale per essere poi inviati ai centri regionali, sparsi nelle varie sedi del mondo: gli ALMA Regional Center (ARC); è da qui che il ricercatore inizia il suo lavoro per trasformare i bit raccolti da ALMA in risultati utili alla nostra conoscenza dell’Universo.

Il radiotelescopio è composto da un insieme di 66 antenne paraboliche, disposte su un territorio vasto fino a 16 km, sfruttando l’interferometria per ottenere immagini di gran lunga più definite di quelle realizzabili con una singola antenna.

Il campo di indagine di ALMA non è visibile ad occhio nudo: la banda millimetrica e sub-millimetrica, confinante con la banda radio da una parte e quella infrarossa dall’altra dello spettro elettromagnetico, quell’intervallo dello spettro in cui si osservano regioni dell’Universo altrimenti oscurate da polveri. ALMA infatti è progettato proprio per indagare il Cosmo e la sua evoluzione di oltre 13 miliardi di anni, catturare i dettagli delle regioni di formazione planetaria, ricercare gli ingredienti della vita in regioni lontane dal Sistema Solare, identificare la struttura delle galassie e la distribuzione delle molecole in nubi in esse contenute, tutti oggetti troppo freddi per essere osservati nella banda della luce visibile.

La nascita di ALMA

Le origini di ALMA risalgono agli ultimi decenni del XX secolo, quando la comunità scientifica matura la necessità di costruire un potente radiotelescopio, dalle caratteristiche paragonabili a quelle che conosciamo oggi, in grado di osservare nella banda millimetrica e submillimetrica.

Tre istituzioni, l’ESO, l’NRAO e l’NAOJ mettono sul tavolo ciascuno un progetto ambizioso, diverso per la dimensione delle parabole e per il loro numero. Per fortuna si comprende presto l’estrema difficoltà, se non addirittura l’utopia, di realizzare le singole proposte senza una collaborazione: prevale dunque l’idea di unificare gli sforzi.
La scelta del sito è uno dei primi problemi da affrontare: la necessità di avere un clima estremamente secco pone un vincolo stringente, così come la disponibilità di una superficie estesa e piana su cui disporre le numerose antenne. Si escludono dunque luoghi come il Nuovo Messico (USA), Mauna Kea (Hawaii, USA) e il Plateau de Bure (Francia). Viene in aiuto l’esperienza dell’ESO in Cile: le condizioni uniche del Deserto di Atacama sono le più favorevoli all’impresa.

Antennas of the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), on the Chajnantor Plateau in the Chilean Andes. The Large and Small Magellanic Clouds, two companion galaxies to our own Milky Way galaxy, can be seen as bright smudges in the night sky, in the centre of the photograph.

Le misure con palloni sonda nei dintorni di San Pedro de Atacama, nel 1995, confermano che l’altopiano di Chajnantor è perfetto in ogni senso. La strada è segnata! Nel 1999 l’ESO e l’NRAO firmano un primo memorandum, poi condiviso anche dall’NAOJ due anni dopo; rapidamente si giunge alla posa della prima pietra nel 2003.

I lavori di costruzione non sono affatto facili: le condizioni tanto perfette per le osservazioni si rivelano altrettanto difficili per le operazioni di costruzione e trasporto del materiale. La mancanza di ossigeno, in particolare, rappresenta la causa delle principali complicazioni per le maestranze impegnate durante l’intero periodo di costruzione di ALMA.

La prima luce di ALMA risale al 2011 e immortala due galassie interagenti note come “Antenne” (guarda caso!) usando le prime 16 delle attuali 66 parabole. L’inaugurazione ufficiale risale al 17 marzo 2013: nel 2023 dunque festeggiamo i primi 10 anni di attività.

Le Antenne

……. —–> tutte le cartoline sulla storia, il presente e i futuro di ALMA sono su Coelum Astronomia n° 262 III bimestre 2023

Si ringraziano:

Roberto Volsa: Fisico e consulente informatico, appassionato divulgatore, collabora alla gestione dei canali social di ESO Italy
Clementina Sasso: Ricercatrice INAF, si occupa di fisica solare, coordinatrice del gruppo di gestione dei canali social di ESO Italy
Giovanna Fabiola Valverde: Specialista in comunicazione digitale per la ricerca, collabora alla gestione dei canali social di ESO Italy
Anna Wolter: Ricercatrice INAF, si occupa di osservazioni multibanda, responsabile per l’Italia della rete di divulgazione scientifica dell’ESO.