Un radiotelescopio è un telescopio che, è specializzato nel rilevare onde radio emesse da processi fisici che avvengono nello spazio. Le onde radio sono una parte dello spettro delle onde elettromagnetiche con una banda di frequenza compresa tra 0 e 300 GHz ovvero con lunghezza d’onda da 1 mm all’infinito e, data la debolezza dei segnali astronomici, occorrono grosse antenne, dette radiotelescopi.
La
radioastronomia è un campo dell'astronomia che si occupa appunto dello
studio della banda radio ed è un campo relativamente nuovo della ricerca
astronomica.
Nikola
Tesla nel laboratorio a Colorado Springs fù il primo
a registrare onde cosmiche emesse da nuvole interstellari e da stelle
giganti rosse.
Il
radiotelescopio più conosciuto, che è anche quello più grande è il radiotelescopio
di Arecibo in Porto Rico, mentre il più grande radiotelescopio europeo, si
trova a Bad Münstereifel-Effelsberg ed composto dalla grande antenna di 100
metri di diametro.
In Italia ci
sono tre radiotelescopi medi, a Medicina (quello che ho visitato l’altro
giorno) in Emilia-Romagna, a Noto in Sicilia, e il Sardinia
Radio Telescope a San Basilio (CA); le prime due installazioni hanno parabole
con un diametro di 32 metri mentre la terza di 64m. A Medicina si trova anche
un radiotelescopio più grande, una serie di archi di parabola disposte
lungo due bracci della lunghezza di 560 e 625 metri con un'area di raccolta complessiva di
oltre 30000 mq.
In
generale l'area della parabola è importante per la rivelazione di segnali radio
estremamente deboli, mentre diametro è la ragione per un comparabilmente alto
potere risolutivo, ossia la più piccola distanza in cielo alla quale due
oggetti diversi possono ancora vedersi separati. Alla lunghezza d’onda di 1.3
cm questa risoluzione è di 35 secondi d’arco, che è 2 volte più alta di quella
dell’occhio umano nel visibile. Può essere impiegato per osservare radio
emissione da oggetti nel cielo nell’intervallo di lunghezze d’onda da 90 cm
fino a 3.5 mm
Nel 1974
Martin Ryle e Antony Hewish dell'Università di Cambridge hanno ricevuto
il premio Nobel per aver inventato l'interferometria radioastronomica
ovvero un metodo di misura che sfrutta le interferenze fra più onde coerenti fra loro grazie
all’utilizzo di una combinazione di numerosi radiotelescopi, i quali possono
essere usati come un'unica antenna "virtuale" più grande.
Al
giorno d'oggi, quasi tutti i radiotelescopi utilizzano la tecnica
interferometrica.
Il
più grande raggruppamento di radiotelescopi è il Very Large Array (VLA)
a Soccorro negli USA.
La
costruzione delle antenne è invece meno difficile di quanto possa sembrare,
perché come ogni telescopio la loro superficie può permettersi di contenere
errori non più grandi di una picco la frazione della lunghezza d’onda osservata.
Mentre per i telescopi ottici questo comporta precisioni elevatissime
(milionesimi di millimetro), per i radiotelescopi errori di interi millimetri
sono a volte accettabili.
La
croce di Medicina è composta non da una superficie uniforme ma da una serie di
fili tirati, vicini gli uni agli altri, finché i “fori” (quadrati di 2cm) sono
molto più piccoli della lunghezza d'onda osservata, l'osservazione non ne
risentirà.
La
debolezza delle emissioni radio celesti fa sì che i radiotelescopi moderni
siano, grazie al loro grande diametro e alla sofisticata tecnologia dei
ricevitori, estremamente sensibili. Questo rende a volte problematiche le
osservazioni perché le interferenze terrestri, originate da sorgenti radio
artificiali ben più potenti e vicine, vengono "viste" al posto degli
oggetti celesti.
È
permanentemente in corso una battaglia "politica" in sordina tra la
comunità astronomica e i vari governi sparsi per il mondo, per preservare
almeno una parte dello spettro radio dalle onnipresenti emissioni terrestri, ma
il peso economico di queste ultime è in genere preponderante.
I
radiotelescopi possono osservare molti tipi di oggetti diversi: le pulsar radio
(stelle di neutroni) o i quasar sono gli esempi più famosi e
spettacolari, ma osservazioni egualmente importanti e possibili solo con i
radiotelescopi sono la mappatura dell'idrogeno (che consente di ricavare
la "geografia" della nostra e delle altre galassie in modo
molto accurato) e la misura della abbondanze dei diversi elementi e molecole
nello spazio. I radiotelescopi sono anche usati per compiti come la
comunicazione con le sonde spaziali attualmente in viaggio, e per
misure riguardanti il moto della Terra e la deriva dei
continenti: le grandi lunghezze d'onda della banda radio rendono semplice il
confronto tra radiotelescopi diversi sparsi per il mondo che osservano una
stessa sorgente, sia in diretta sia in differita, utilizzando osservazioni
registrate. Tali confronti possono rivelare il moto relativo di due
radiotelescopi (e quindi della terra sottostante), oppure possono essere usate
con tecniche d'interferometria per eseguire osservazioni con radiotelescopi
virtuali del diametro pari alla distanza tra i radiotelescopi effettivamente
utilizzati, quindi nei casi estremi 12.000 km.
I
radiotelescopi sono occasionalmente usati anche nella ricerca di segnali radio
emessi da ipotetiche civiltà extraterrestri SETI.
Nella vita quotidiana lo studio della radioastronomia
ha permesso un radicale cambiamento nelle telecomunicazioni a livello
planetario, dagli anni ottanta Radio, Televisioni, cellulari, wi-fi ma anche
internet sfruttano tecnologia migliorata dalla ricerca delle onde radio.
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