COSMOLOGIA

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DI ANTONIO LO CAMPO

UNA NUOVA MAPPA DELL’ UNIVERSO

LA TRACCERÀ IL SATELLITE-TELESCOPIO EUCLID, CHE SARÀ LANCIATO DALL’ESA NEL 2023

Se la chiamano “energia oscura” ci sarà una ragione. A cominciare dal fatto che non ne conosciamo quasi nulla. Però esiste. E l’unico modo per andare a caccia di questa forma misteriosa di energia, che insieme alla altrettanto misteriosa materia oscura e che insieme ad essa costituisce il 95 per cento di tutto ciò che esiste nell’Universo, è di inviare un telescopio nello spazio, realizzato appositamente per scrutare laddove ancora non abbiamo avuto risposte. Questo telescopio verrà collocato su un satellite, e verrà spedito nello spazio nel punto lagrangiano L-2, a un milione e mezzo di chilometri dalla Terra. La missione è tutta europea, dell’Esa e comprende una forte partecipazione industriale e scientifica italiana, con il coordinamento dell’Asi (Agenzia spaziale italiana). Si chiama Euclid, in onore del matematico greco Euclide, che nel IV secolo a.C. elaborò i fondamenti della matematica e della geometria. Ma questa missione nasce sulla scia dell’impresa precedente che ci ha già fornito una mappa dettagliata dell’Universo e la sua carta d’identità alla nascita, subito dopo il Big Bang: quella del satellite Planck, sempre dell’Agenzia spaziale europea, che nel team scientifico, guidato dal premio Nobel George Smooth, comprendeva i ricercatori italiani Marco Bersanelli e Reno Mandolesi.

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» A sinistra: na rappresentazione artistica del turbolento Universo primordiale verso il quale risaliranno le indagini di Euclid (STScI/Schaller).

Sopra: Il satellite-osservatorio Euclid dell’Esa nella “camera pulita” di Thales Alenia Space Italia.

LA MISSIONE, IL SATELLITE-TELESCOPIO E GLI STRUMENTI ITALIANI

Il lancio di Euclid è in programma per la seconda metà del 2023, utilizzando come razzo vettore il nuovo Ariane 6 dell’Esa. Il satellitetelescopio era stato progettato anche per un lanciatore russo Sojuz, di quelli acquistati dall’Esa per lo spazioporto della Guyana, ma le sanzioni alla Russia hanno fatto definitivamente virare verso il nuovo e versatile Ariane 6. Il satellite ha completato l’integrazione presso gli stabilimenti di Thales Alenia Space a Torino in giugno, ed è stato trasferito in estate per i test ambientali presso gli stabilimenti francesi di Cannes. Al termine della sua vita operativa, che sarà di circa sei anni, Euclid avrà prodotto immagini e dati fotometrici per più di un miliardo di galassie e spettri di milioni di galassie. In attesa del lancio, il satelliteosservatorio prende forma. I due strumenti che compongono il carico scientifico, il Vis (Visible Instrument) e il Nisp (Near Infrared Spectro-Photometer), realizzati con un importante contributo italiano dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn), sono ormai da tempo integrati con il telescopio e con il resto del satellite. Euclid è costituito da un telescopio a specchio da 1,2 metri di diametro, progettato per funzionare a lunghezze d’onda sia visibili che nel vicino infrarosso; studierà il lato sconosciuto dell’Universo, con un livello di accuratezza mai raggiunto prima, attraverso un’indagine sulla materia visibile che manifesta gli effetti gravitazionali e dinamici prodotti delle componenti “oscure”. L’Italia è, insieme a Francia e Gran Bretagna, la principale protagonista della missione. Per la realizzazione di Euclid sono coinvolti oltre trecento scienziati italiani, appartenenti all’Inaf (principalmente presso Oas-Bologna, Istituti Iaps, Iasf di Bologna e Milano, e gli Osservatori Astronomici di Bologna, Brera, Padova, Roma, Torino e Trieste), e varie sedi dell’Infn, con il contributo principale di Bologna e Padova e a numerose Università, con in prima fila quella di Bologna.

CACCIA A MATERIA

ED ENERGIA OSCURA

Euclid dovrà realizzare una mappa dettagliata della distribuzione e dell’evoluzione della materia e dell’energia oscure nell’Universo, i due “ingredienti” che ancora non siamo riusciti a identificare e di cui ci sfugge perfino la natura, andando a censire oltre un terzo dell’intero cielo profondo, di cui traccerà anche l’evoluzione su un periodo di oltre 10 miliardi di anni. Grazie ai fenomeni delle “lenti gravitazionali”, indagati tramite le osservazioni delle galassie, Euclid potrà realizzare un’immagine 3D della distribuzione di materia ordinaria e oscura in una buona parte dell’Universo. Dallo studio della storia dell’espansione cosmologica, si riuscirà a stimarne l’accelerazione causata dall’energia oscura con un’accuratezza del 10 per cento e le eventuali variazioni di questo effetto. “Per studiare l’energia oscura dell’Universo, era necessario realizzare uno strumento di elevatissima qualità e prestazioni, che ha richiesto un impegno scientifico e tecnologico importante per l’integrazione e verifica di tutte le sue parti” -

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DI ANTONIO LO CAMPO

sottolinea Luca Stanco, responsabile nazionale Infn di Euclid. Il satellite-osservatorio è stato progettato e in buona parte realizzato e integrato in tutte le sue componenti a Torino, presso gli stessi stabilimenti dell’azienda joint venture tra la francese Thales e l’italiana Leonardo: “È una missione fortemente italiana” - spiega Paolo Musi, project manager di Euclid per Thales Alenia Space Italia - “In attesa della partenza, stiamo preparando il modello di volo che verrà successivamente sottoposto a tutti i test riguardanti il lancio e la operatività in orbita”. Come sarà possibile scrutare nell’Universo invisibile?: “A bordo di Euclid vi sarà un telescopio molto preciso” - dice Musi - “che è parte integrante del satellite. E lavorerà a temperature comprese tra 170 e 200

» A sinistra: il team di Euclid con, in basso, il team manager Paolo Musi; primo a sinistra, l’autore dell’articolo.

Sopra: una ricostruzione grafica di Euclid in assetto operativo nel punto lagrangiano L-2, dove si trova anche il telescopio spaziale James Webb (Esa).

gradi sotto zero, per operare anche nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso. I dati che giungeranno a terra insiemi ad altri dati complementari avranno a fine missione complessivamente un volume di circa 25 petabyte. Considerando che un petabyte è equivalente a un milione di gigabyte, è una quantità davvero impressionante, mai raggiunta prima in una missione spaziale scientifica”.

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