Radioastronomia
Quando pensiamo all’astronomia, immaginiamo telescopi puntati verso il cielo notturno per osservare stelle e pianeti.
Ma lo spazio non ci parla solo con la luce visibile: esistono segnali invisibili ai nostri occhi, onde radio che provengono da galassie lontane, pulsar e buchi neri.
Ed è proprio qui che entra in gioco la radioastronomia !!!
Cos'è la radioastronomia
La radioastronomia è una branca dell’astronomia che si occupa dello studio degli oggetti celesti attraverso l’analisi delle onde radio emesse da essi. A differenza dell’astronomia ottica, che si basa sulla luce visibile, la radioastronomia sfrutta una parte diversa dello spettro elettromagnetico, permettendo di osservare fenomeni che altrimenti sarebbero invisibili. Le onde radio possono attraversare nuvole di gas e polveri che bloccano la luce visibile, consentendo agli astronomi di esplorare regioni remote e nascoste dell'universo, come le aree di formazione stellare, le galassie lontane e persino i resti di supernovae.
Inizieremo il nostro percorso proprio dalle onde radio, che sono una delle tante radiazioni elettromagnetiche che esistono in natura o sono prodotte dall'uomo.
Scopri di più sulle onde elettromagnetiche
Prima che giungano ai nostri radiotelescopi, le onde radio, o meglio i deboli segnali radio che ci arrivano dagli angoli più reconditi dell'universo, devono attraversare un ultimo ostacolo, l'atmosfera terrestre.
Scopri come onde elettromagnetiche si propagano attraverso l'atmosfera terrestre
I radioastronomi utilizzano radiotelescopi, strumenti giganteschi con enormi antenne paraboliche, per captare e analizzare questi deboli segnali radio Essi sono appunto una forma di radiazione elettromagnetica, come la luce visibile, ma con lunghezze d’onda molto più lunghe. Dobbiamo imparare a conoscerle meglio e a classificarle.
La ionosfera è la parte ionizzata dalla radiazione solare dell'atmosfera superiore della Terra, da circa 48 km (30 mi) a 965 km (600 mi) sopra il livello del mare. Essa svolge un ruolo importante nell'elettricità atmosferica e forma il bordo interno della magnetosfera. Ha un'importanza pratica perché, tra le altre funzioni, influenza la propagazione radio verso luoghi distanti sulla Terra. Il viaggio attraverso questo strato ha un impatto anche sui segnali GPS, con conseguenti effetti come la deviazione nel loro percorso e il ritardo nell'arrivo del segnale.
Conosciamo meglio la ionosfera
Entriamo ora nel vivo: come funziona un ricevitore radioastronomico, come quello presente sulla collina di Luserna San Giovanni, presso l'Osservatorio Urania ?
Ma come viene emessa la radiazione elettromagnetica dai corpi celesti ? Essenzialmente mediante un meccanismo termico (emissione da corpo nero di Planck) o non-termico (transizioni energetiche in atomi eccitati , ioni o molecole, oppure interazioni tra flussi di particelle cariche e campi magnetici (luce di sincrotrone).
Iniziamo a puntare l'antenna parabolica verso il cielo, azimut, elevazione ci devono servire. Per ora tuttavia il segnale radio non viene analizzato in frequenza, ma solo raccolto e valutato in intensità totale. Total Power, come si dice in gergo.
Una marea di dati ci arriva dal sistema di ricezione, impariamo ad elaborarli ed a controllare l'antenna.
Ora analizziamo non solo la potenza totale, ma scansioniamo anche la frequenza. Cosa significa e quali dati si ottengono ?
La frequenza su cui ora il radiotelescopio è sintonizzato è 1420 MHz, ma potrebbe anche variare in futuro.
Vediamo ora quali oggetti celesti originano questa frequenza così importante.
Ecco le prime emozionanti prove di ricezione, per ora Total Power ....
Esamina con cura, un giorno potresti aggiungerne di tue
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Viene infine qui presentata una analisi sistematica con spettri di frequenza dell'orizzonte galattico, in via di completamento. Oltre ai grafici sono disponibili i dati di misura in formato .csv, quindi un formato testo per successive eleborazioni
Raccollta dati radioastronomici
Attività di radioastronomia amatoriale
La radioastronomia amatoriale offre diverse opportunità per gli appassionati di scienza e tecnologia. Pur non potendo competere con i grandi osservatori, gli amatori possono ottenere risultati interessanti con strumenti relativamente semplici e a costi contenuti.
2. Monitoraggio del Sole e dei pianeti
- Il Sole è una potente sorgente di onde radio e può essere osservato anche con strumenti relativamente piccoli. È possibile studiare fenomeni come i brillamenti solari. Alcuni pianeti, come Giove, emettono onde radio che possono essere rilevate dagli amatori.
3. Rilevamento di meteore
- Le meteore creano scie ionizzate nell’atmosfera terrestre, che riflettono le onde radio. Utilizzando trasmettitori terrestri e ricevitori amatoriali, è possibile rilevare il passaggio delle meteore anche durante il giorno o sotto un cielo nuvoloso.
4. Ascolto di pulsar
- Alcune pulsar, stelle di neutroni altamente magnetizzate e in rapida rotazione, emettono segnali radio periodici che possono essere captati con strumenti amatoriali ben calibrati.
5. Partecipazione a progetti collaborativi
- Gli amatori possono contribuire a progetti di scienza partecipativa, come il monitoraggio del cielo radio o la raccolta di dati che verranno analizzati da ricercatori professionisti. Alcuni programmi offrono accesso remoto a radiotelescopi più grandi.