Senza Arecibo, guardiamo il cielo con un occhio solo, cinese
Il crollo del radio telescopio di Porto Rico è una grave perdita per l’astronomia. Gli scienziati sperano che la nuova amministrazione USA lo ricostruisca
3 dicembre 2020 by Business Insider – Morgan McFall-Johnsen, con il contributo di Dave Mosher e Aylin Woodward tradotto e adattato da Giampiero Muzi
Il primo giorno di dicembre 2020 sarà ricordato dagli storici per il crollo di uno dei più grandi e famosi radio telescopi del mondo. In 57 anni di servizio, l’osservatorio Arecibo di Porto Rico (USA) ha rivoluzionato il mondo della radioastronomia, emettendo messaggi verso potenziali civiltà aliene, rilevando asteroidi di passaggio vicino alla Terra e scoprendo il primo pianeta extrasolare (cioè orbitante attorno a una stella diversa dal Sole).
In questi anni ha anche resistito a uragani e terremoti, ma questa estate l’isola portoricana ha registrato il passaggio di Isaias, una tempesta tropicale declassata a categoria 1 ma non meno distruttiva. Due cavi si sono rotti ad agosto e a novembre la struttura si è ulteriormente indebolita, spostando tutto il peso sui rimanenti fili che alla fine hanno ceduto, non potendo più sostenere la piattaforma ricevitrice del telescopio che è collassata sopra il disco riflettore.
Poco prima, la National Science Foundation (NSF) – un’agenzia indipendente del governo statunitense proprietaria del telescopio – aveva rilasciato una dichiarazione sostenendo che la pericolosa instabilità della struttura rendeva impossibile le operazioni di riparazione. A quel punto il piano prevedeva il tentativo di smontaggio della piattaforma da 900 tonnellate, fallito anche questo a causa della sua caduta sulla parabola sottostante con un diametro di 300 metri.
“Quando a novembre ho saputo la notizia che sarebbe stato smontato e ritirato, ero completamente devastato”, ha detto Abel Mendez, il direttore del Planetary Habitability Laboratory dell’Università di Porto Rico. Mendez è praticamente cresciuto ad Arecibo da quando aveva 10 anni e nell’ultimo decennio ha lavorato lì con grande professionalità. “È dura da digerire – ha aggiunto -, è un po’ come perdere qualcuno importante della propria vita; questo 2020 non è stato decisamente un buon anno”. Nel suo lungo stato di servizio Arecibo ha raggiunto molti successi e per il mondo la sua dismissione è una grande perdita.
“Il danneggiamento subito è stato violento ed imprevedibile“, ha dichiarato Ashley Zauderer, il program manager di NSF per l’osservatorio di Arecibo. L’area attorno al disco e le tre torri erano state ben delimitate prima del crollo definitivo, giacché gli operatori erano ben consapevoli da subito dei rischi. In questo modo nessuno è rimasto ferito a causa del crollo. La perdita di Arecibo è un duro colpo per il mondo, soprattutto per quello che rappresentava nella difesa dai pericoli di collisione con asteroidi. Questo telescopio non ha scoperto nessuna roccia spaziale pericolosa, ma è stato molto utile per investigarne la natura, ha precisato Mendez. L’osservatorio ha potuto puntare diversi oggetti con il radar, per decrittarne la forma, verificarne la rotazione, le caratteristiche della superficie e la traiettoria nello spazio. Dismettendolo, questa possibilità muore con lui, ha chiosato Mendez.
Arecibo è stato anche il miglior tentativo che gli USA sono riusciti a fare come progetto onnicomprensivo per la ricerca di segnali radio provenienti da civiltà aliene. Alcune specificità di Arecibo le ha anche l’osservatorio di Green Bank in West Virginia, ma secondo Mendez quest’ultimo è sensibile ai deboli segnali radio solo tra il 10 e il 20% rispetto a quello che era in grado di rilevare il radiotelescopio di Porto Rico.
Arecibo è stato il frutto dell’ingegno del professor William E. Gordon, dell’Università Cornell (Ithaca, Stato di New York), il quale iniziò a progettarlo nel 1958. Gordon volle usare il radar per studiare la ionosfera, lo strato di elettroni nella parte più alta dell’atmosfera terrestre che interagisce con le particelle nello spazio e che contribuisce al fenomeno dell’aurora nell’emisfero boreale. Il professore scelse una conca chiusa naturale in Porto Rico per la sede del telescopio, dove il terreno avrebbe accolto la profondità del disco ampio 300 metri.
Aver costruito Arecibo vicino all’equatore ha reso più facile anche lo studio dei pianeti vicini. I lavori sono iniziati nell’estate del 1960; costruire il più grande radio telescopio del mondo non fu impresa facile. “Io non lo so come lo abbiamo costruito”, disse Gordon successivamente in un raduno del 2003 presso l’osservatorio, aggiungendo che fu progettato per durare solo 10 anni ma che poi la speranza era che restasse in servizio per altri 40 anni.
Nel 1963 il disco fu completato con la piattaforma ricevente montata sopra, supportata da 18 cavi collegati a tre torri. “Fu un grande risultato quando venne terminato”, disse Gordon. Dopo di che l’enorme disco antenna di Arecibo iniziò a puntare gli oggetti nel cosmo attraverso le onde radio riflettenti dallo spazio alla piattaforma sospesa. Il telescopio cominciò a osservare il cielo.
La sua prima più importante scoperta fu ribaltare tutte le conoscenze sulla rotazione di Mercurio. Precedentemente gli astronomi ritenevano che Mercurio ruotasse attorno al Sole ogni 88 giorni, ma Arecibo scoprì che in realtà la rotazione avviene ogni 59 giorni. Inoltre dimostrò che – al contrario di quanto fino ad allora sostenuto dagli scienziati – le maree del pianeta non sono strettamente collegate al Sole. Poi nel 1974 rilevò per la prima volta una stella pulsar binaria, con un forte campo magnetico e una seconda stella compatta orbitante attorno. Fu la conferma della teoria della relatività generale di Albert Einstein. I fisici statunitensi dietro la scoperta, Russell Hulse e Joseph Taylor, successivamente vinsero il premio Nobel per la fisica.
In quello stesso 1974, Arecibo lanciò la più potente trasmissione mai avvenuta dalla Terra per comunicare con potenziali civiltà aliene. Quel messaggio conteneva informazioni relative alle basi chimiche della vita sul nostro pianeta, la struttura e la forma del DNA umano, una raffigurazione del nostro corpo, una mappa del Sistema Solare e la descrizione dello stesso Arecibo, la fonte del segnale.
Nel 1981, il radar portoricano riuscì a fare le prime mappe della superficie di Venere. Prima le osservazioni ottiche del pianeta potevano rilevare solo la spessa foschia di nuvole della sua atmosfera. Ancora, nel 1992 Arecibo scoprì il primo pianeta conosciuto oltre il Sistema Solare. Poi le osservazioni rivelarono la presenza di un intero sistema planetario orbitante attorno a una pulsar.
Tre anni dopo Arecibo fece anche il suo debutto sulle scene cinematografiche con un’apparizione nel film “GoldenEye”, il diciassettesimo della saga di James Bond, a cui ne fece seguito un’altra nel 1997 nel film “Contact”, tratto dal romanzo di Carl Sagan, astronomo e scrittore, e ambientato durante un ipotetico primo contatto tra esseri umani e alieni. Nei due film Arecibo è stato mostrato in tutta la sua grandezza e nel suo habitat naturale, la foresta di Porto Rico. Nel 1997 inoltre l’osservatorio ottenne la sua cupola gregoriana. La tecnologia si concentrò sulla radiazione del telescopio puntata sui punti nello spazio all’attenzione degli scienziati.
Arecibo ha anche identificato – per la prima volta nel mondo – il lampo radio veloce, impulsi della durata di millisecondi provenienti da oltre la Via Lattea.Secondo alcuni astronomi questi segnali potrebbero venire da tecnologie aliene. Ma più recenti scoperte hanno rivelato che sono le stelle morte a produrre questi lampi.
I guai di Arecibo – dicevamo – sono iniziati ad agosto, subito dopo il passaggio della tempesta tropicale Isaias sull’isola caraibica, che ha provocato una crepa di 30 metri sul disco riflettore. Tre mesi dopo, proprio poco prima che gli ingegneri iniziassero le riparazioni, uno dei cavi principali – del peso di quasi 7 tonnellate – è caduto dalla stessa torre e si è frantumato sul disco di sotto.
Gli astronomi hanno cominciato a preoccuparsi seriamente del destino del telescopio. “La sua sensibilità è molto maggiore di ogni altro strumento ed è anche molto più flessibile”, ha dichiarato Joanna Rankin – radioastronoma dell’Università del Vermont – dopo il secondo crollo, specificando che Arecibo può arrivare a scrutare il cielo “dalla stratosfera fino alle lontane estensioni dell’Universo“. “Sarebbe un grandissimo peccato se lo perdessimo”, ha detto la scienziata.
Fin da subito le stime degli ingegneri avevano avvertito che se un altro cavo si fosse distaccato dalla medesima torre la piattaforma da 900 tonnellate sarebbe precipitata sulla parabola, portandosi dietro tutte e tre le torri di sostegno. La nuova rottura ha mostrato che i cavi rimanenti non potevano essere più a lungo affidabili. A quel punto il collasso della struttura era considerato imminente, così come poi è successo, non lasciando il tempo agli ingegneri di trovare un sistema per stabilizzare il telescopio o ripararlo. A NSF non era rimasto altro da fare che progettarne la dismissione e agli ingegneri lo studio di come farlo in sicurezza. “Non è stata una decisione facile per NSF, ma la sicurezza delle persone è la nostra priorità numero 1”, ha dichiarato – nel corso della conferenza stampa del 19 novembre – Sean Jones, il vicedirettore della Direzione Matematica e Scienze Fisiche di NSF.
Negli scorsi due decenni, NSF ha speso oltre 200 milioni di dollari (quasi 165 milioni di euro) per l’operatività e la manutenzione del telescopio. Così come gli ingegneri sono riusciti a smontare il telescopio prima del crollo, alla fondazione sarebbe piaciuto preservare il centro visitatori e la vicina struttura del lidar, una specie di radar a laser infrarosso capace di captare particelle e altre condizioni fisiche nell’atmosfera.
Ma prima di riuscire ad approntare un piano per farlo la piattaforma è crollata. “È stata una botta allo stomaco“, ha spiegato Ramon Lugo, direttore del Florida Space Institute all’Università della Florida Centrale, che ha gestito il telescopio. “Sinceramente, molta gente ha lavorato tanto e duramente per provare a riparare la struttura ed è ragione di grande delusione non esserci riusciti. Veramente una pessima giornata questo primo dicembre 2020“, ha concluso Lugo.
Sulla Terra c’è solo un altro telescopio che regge il confronto con Arecibo: il radio telescopio sferico cinese con un diametro di 500 metri (FAST), detto Tianyan, situato nella depressione di Dawodang nel Guizhou (Cina sudoccidentale). “Quando si è alla ricerca di una sorgente d’interesse con un radio spectrum debole, c’è la necessità di utilizzare due radio telescopi, uno che punti l’obiettivo di giorno e l’altro che lo faccia di notte“, ha spiegato Mendez. “La perdita di Arecibo – ha aggiunto il direttore del Planetary Habitability Laboratory – equivale alla perdita della capacità di monitorare 24 ore su 24 una tenue fonte di segnali radio. Ora è come se guardassimo il cielo con un occhio solo“.
Adesso gli astronomi si stanno già consultando tra loro per costruire una struttura all’avanguardia al posto di Arecibo. Per questo servirebbe uno sforzo della nuova amministrazione di Joe Biden alla Casa Bianca e un finanziamento da parte del Congresso. “Ricostruire Arecibo ci restituirebbe un importante strumento scientifico in molti campi di applicazione, principalmente in quello delle onde gravitazionali”, ha scritto Saavik Ford prima del collasso del telescopio portoricano. La professoressa Ford, astrofisica dell’Università della città di New York e del Museo Americano di Storia Naturale, ha concluso aggiungendo che “la sua ricostruzione apporterebbe sia benefici economici che vantaggi scientifici”.
