I radioastronomi europei e statunitensi hanno dimostrato un nuovo modo di osservare l'Universo - attraverso Internet!
Usando una tecnologia all'avanguardia, i ricercatori sono riusciti a osservare una stella lontana usando le reti di ricerca del mondo per creare un gigantesco telescopio virtuale. Il processo ha permesso loro di rappresentare l'oggetto con dettagli senza precedenti, in tempo reale; qualcosa che solo pochi anni fa sarebbe stato impossibile. La stella scelta per questa straordinaria dimostrazione, chiamata IRC + 10420, è una delle più insolite nel cielo. Circondato da nuvole di gas polveroso e che emette fortemente dalle onde radio, l'oggetto è in bilico alla fine della sua vita, diretto verso un'esplosione cataclismica nota come una "supernova".
Queste nuove osservazioni lasciano intravedere il futuro della radioastronomia. Utilizzando le reti di ricerca, non solo i radioastronomi saranno in grado di vedere più in profondità nell'Universo distante, ma saranno anche in grado di catturare eventi imprevedibili e transitori mentre si verificano, in modo affidabile e rapido.
Gli astronomi cercano sempre di massimizzare la risoluzione dei loro telescopi. La risoluzione è una misura della quantità di dettagli che può scegliere. Più grande è il telescopio, migliore è la risoluzione. VLBI (o Very Long Baseline Interferometry) è una tecnica utilizzata dai radioastronomi per rappresentare il cielo in modo estremamente dettagliato. Invece di utilizzare una singola parabola radio, gli array di telescopi sono collegati tra loro in interi paesi o persino continenti. Quando i segnali sono combinati in un computer specializzato, l'immagine risultante ha una risoluzione pari a quella di un telescopio grande quanto la massima separazione dell'antenna.
In passato, la tecnica VLBI era gravemente ostacolata perché i dati dovevano essere registrati su nastro e quindi spediti a una struttura di elaborazione centrale per l'analisi. Di conseguenza, i radioastronomi non furono in grado di giudicare il successo dei loro sforzi fino a molte settimane, persino mesi, dopo che furono fatte le osservazioni. La soluzione, per collegare elettronicamente i telescopi in tempo reale, consente agli astronomi di analizzare i dati in tempo reale. La tecnica, chiamata naturalmente e-VLBI, è possibile solo ora che la connettività di rete ad alta larghezza di banda è una realtà.
Le recenti osservazioni di 20 ore, eseguite il 22 settembre utilizzando la rete europea VLBI (EVN), hanno riguardato radiotelescopi nel Regno Unito, Svezia, Paesi Bassi, Polonia e Porto Rico. La massima separazione delle antenne era di 8200 km, con una risoluzione di almeno 20 milliarcecondi (mas); questo è circa 5 volte migliore di Hubble Space Telescope (HST). Questo livello di dettaglio equivale a scegliere un piccolo edificio sulla superficie della luna! L'inclusione dell'antenna ad Arecibo, a Puerto Rico, ha anche aumentato la sensibilità della matrice del telescopio di un fattore di 10. Tuttavia, osservando a una frequenza di 1612 MHz, il segnale dalla stella distante era più di un miliardo di miliardi di volte più debole di un tipico telefono cellulare!
Ogni telescopio era collegato alla rete nazionale di ricerca e istruzione del suo paese (NREN) e i dati venivano trasmessi a 32 Mbits / secondo per telescopio attraverso GEANT, la rete di ricerca paneuropea, a SURFnet, la rete olandese. I dati sono stati quindi consegnati al Joint Institute for VLBI in Europa (JIVE), la struttura di elaborazione centrale per l'EVN nei Paesi Bassi. Lì, i 9 Terabit di dati sono stati immessi in tempo reale in un supercomputer specializzato, chiamato "correlatore", e combinati. Le stesse reti di ricerca sono state quindi utilizzate per consegnare il prodotto dati finale direttamente agli astronomi che hanno formato l'immagine. Fino a quando l'infrastruttura di rete fornita da GEANT non era disponibile, gli astronomi non erano in grado di trasferire su Internet le enormi quantità di dati richiesti per e-VLBI. In un senso molto reale, Internet stesso si comporta come un telescopio, svolgendo lo stesso lavoro delle superfici curve delle singole antenne radio. Dai Davies, direttore generale di DANTE che gestisce GEANT, ha affermato che "e-VLBI ha funzionato con successo su base intercontinentale, dimostrando nel modo più chiaro possibile l'importanza delle reti di comunicazione dei dati per la scienza moderna. La rete di ricerca è fondamentale per questa nuova tecnica di radioastronomia ed è davvero molto soddisfacente vedere i benefici che ne derivano ora ”.
Sebbene gli obiettivi scientifici dell'esperimento fossero modesti, queste osservazioni e-VLBI di IRC + 10420 aprono la possibilità di osservare le strutture degli oggetti astrofisici mentre cambiano. IRC + 10420 è una stella supergigante nella costellazione dell'Aquila. Ha una massa circa 10 volte quella del nostro Sole e giace a circa 15.000 anni luce dalla Terra. Una delle sorgenti a infrarossi più luminose del cielo, è circondata da uno spesso guscio di polvere e gas lanciato dalla superficie della stella ad una velocità di circa 200 volte la massa della Terra ogni anno. I radioastronomi sono in grado di immaginare la polvere e il gas che circondano l'IRC + 10420 perché una delle molecole componenti, l'idrossile (OH), si rivela attraverso una forte emissione "maser". In sostanza, gli astronomi vedono grumi di gas in cui le emissioni radio sono fortemente amplificate da condizioni speciali. Con l'obiettivo zoom fornito da e-VLBI, gli astronomi possono creare immagini con grande dettaglio e guardare i grumi di gas in movimento, guardare i maser nascere e morire su scale temporali di settimane o mesi e studiare i campi magnetici mutevoli che permeano il guscio. I risultati mostrano che il gas si sta muovendo a circa 40 km / s ed è stato espulso dalla stella circa 900 anni fa. Come ha spiegato il prof. Phil Diamond, uno dei ricercatori del Jodrell Bank Observatory (Regno Unito), "il materiale che stiamo vedendo in questa immagine ha lasciato la superficie della stella all'epoca della conquista normanna dell'Inghilterra".
Si ritiene che IRC + 10420 si stia rapidamente evolvendo verso la fine della sua vita. Ad un certo punto, forse tra migliaia di anni, forse domani, la stella dovrebbe esplodere in uno dei fenomeni più energetici conosciuti nell'Universo: una "supernova". La nuvola di materiale risultante alla fine formerà una nuova generazione di stelle e sistemi planetari. I radioastronomi sono ora pronti, con l'incredibile potenza di e-VLBI, a catturare i dettagli mentre accadono e studiare i processi fisici che sono così importanti per la struttura della nostra Galassia e per la vita stessa.
La tecnologia emergente di e-VLBI è destinata a rivoluzionare la radioastronomia. Con l'aumentare della larghezza di banda della rete, aumenta anche la sensibilità degli array e-VLBI, consentendo viste più chiare delle regioni più lontane e deboli dello spazio. Il dott. Mike Garrett, direttore del JIVE, ha commentato: “Questi risultati offrono uno sguardo all'enorme potenziale di e-VLBI. I rapidi progressi nelle reti di comunicazione globali dovrebbero consentirci di collegare i più grandi radiotelescopi del mondo a velocità superiori a decine di Gigabit al secondo nei prossimi anni. I dardi della morte delle prime massicce stelle nell'Universo, i getti emergenti della materia dai buchi neri centrali delle prime galassie, saranno rivelati in dettagli squisiti ”.
Fonte originale: comunicato stampa Jodrell Bank
