Interferometria a lunghissima linea di base con SRT
L'Interferometria in Radioastronomia
Un problema che i radiotelescopi condividono con i telescopi ottici è la necessità di una risoluzione angolare sempre migliore, cioè la capacità di distinguere maggiori dettagli nell'osservazione di
una sorgente radioastronomica.
La risoluzione di un radiotelescopio di diametro D è \D, dove è la lunghezza d'onda della radiazione cosmica ricevuta. Per = 1 cm (lunghezza d'onda tipica nella banda radio) e D = 100 m (il
diametro del più grande radiotelescopio del mondo) si ottiene una risoluzione pari a 20” (circa pari al diametro angolare della luna vista dalla Terra), contro 1” dei migliori telescopi ottici terrestri.
Per raggiungere alle frequenze radio la stessa risoluzione ottenuta nell'ottico, non potendo costruire parabole di dimensioni proibitive per ovvi motivi tecnici, si è pensato di utilizzare diversi
radiotelescopi di piccole dimensioni che sfruttano il fenomeno fisico dell'Interferenza tra onde elettromagnetiche.
In pratica, combinando la radiazione ricevuta da due radiotelescopi a distanza B si ottiene la stessa risoluzione di un singolo telescopio di diamentro B. Onde aumentare il potere risolutivo è
sufficiente aumentare la distanza B (in principio fino a distanze dell'ordine del diametro terrestre).
Principi della tecnica VLBI
La tecnica interferometrica VLBI (acronimo per Very Long Baseline Interferometry) utilizza telescopi disposti su
distanze intercontinentali. La caratteristica che contraddistingue tale tecnica è che le varie stazioni compiono
osservazioni indipendenti senza alcuna comunicazione in tempo reale (per la quale sarebbero necessarie delle
connessioni via cavo o via radio).
Ad ogni stazione, i segnali astronomici sono registrati su nastri magnetici e vengono poi spediti ad una postazione
centrale, dove la combinazione dei segnali delle diverse stazioni è eseguita da un dispositivo chiamato “correlatore”.
Ad ogni stazione il tempo è misurato da un orologio atomico estremamente accurato (entro il nanosecondo), essenziale
per ricombinare in fase i segnali di due stazioni.
Very
Long
Baseline
Interferometry
Utilizzando come distanza massima il diametro della terra (B 104 km), si ottiene una risoluzione massima di 300
B
microarcsec (circa pari alla decimilionesima parte di 1 grado!).
Per avere un'idea, corrisponderebbe al diametro angolare di un'arancia a Los Angeles vista da Roma!
Network VLBI europeo
Vi sono attualmente due reti VLBI nel mondo. Il VLBA (acronimo di Very Long
Baseline Array) negli USA, che consiste di 10 telescopi identici, e l’EVN (acronimo
di European VLBI Network), che consiste in un consorzio di 14 Istituti europei che
gestiscono 18 radiotelescopi diversi sparsi attraverso tutta l’Europa (quello italiano è
l'IRA, acronimo per Istituto di Radioastronomia), a cui si aggiungono 2 antenne
Cinesi.
Il VLBA e l’EVN collaborano per costituire una rete mondiale, con una linea di base
confrontabile col diametro terrestre.
VLBI Italiana con SRT
In Italia ci sono due antenne EVN da 32 m, una a Medicina (Bologna) e una a Noto (Sicilia).
In un futuro prossimo, entrerà a fare parte di questa rete VLBI europea anche SRT (acronimo di
Sardinia Radio Telescope), in costruzione a S.Basilio, che sarà una delle antenne più grandi del
network, con massima efficienza intorno alla frequenza di 30 GHz.
In particolare, SRT permetterà di realizzare una VLBI italiana con 3 antenne, il numero minimo
Radiotelescopio di Medicina (32 m)
per produrre una buona mappa radioastronomica utilizzando la tecnica radio-interferometrica.
Il network italiano, grazie ad SRT, permetterà osservazioni flessibili nel tempo, ottime per
studiare sia i primi istanti di vita che i processi finali di evoluzione delle stelle, e la dinamica
del gas intorno a buchi neri.
Radiotelescopio di Noto (32 m)
Per informazioni: www.ca.astro.it
Radiotelescopio di S. Basilio (64 m)
Luca Moscadelli & Andrea Tarchi – INAF, Osservatorio Astronomico di Cagliari
Per informazioni su SRT:
www.ca.astro.it/srt/
Ciriaco Goddi – Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari