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Hubble approfondirà i misteri dell'universo
La scorsa settimana la NASA ha annunciato una nuova missione di riparazione di Hubble, che potrebbe prolungare la vita del telescopio orbitante di almeno cinque anni e fornire agli astronomi una ricerca senza precedenti sulle origini dell'universo. Il telescopio spaziale riceverà una nuova fotocamera e uno spettrografo (un dispositivo per misurare le onde luminose) e alcuni componenti esistenti verranno riparati.
Questo dettaglio dell'immagine Hubble Ultra Deep Field (HUDF), completata nel 2004 dopo che gli astronomi hanno combinato osservazioni derivate da più di 400 orbite di Hubble, mostra dozzine di galassie come erano appena 400 milioni di anni dopo il big bang, circa il 3% di l'era attuale dell'universo. Fino al lancio del James Webb Space Telescope nel 2013, questo dovrebbe rimanere lo sguardo più profondo mai visto nel cosmo. (Credit: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) e il team HUDF)
Le nuove capacità continueranno il record di Hubble di spingere le frontiere verso l'esterno, afferma Craig Wheeler, astronomo dell'Università del Texas e presidente della Società Astronomica Americana . Il telescopio Hubble ha già scrutato più in profondità nel cosmo di qualsiasi altro e, con due nuovi strumenti, sarà in grado di farlo meglio, potenzialmente spingendosi indietro verso le origini dell'universo, afferma Wheeler.
Un nuovo Spettrografo delle origini cosmiche (COS) sarà installato nel telescopio, aumentando la sua capacità di rilevare la luce ultravioletta di un fattore 30. Ciò consentirà di osservare centinaia di oggetti che sono troppo deboli per essere visualizzati con gli altri strumenti di Hubble, afferma l'Università del Colorado Michael Shull, un membro del team che ha sviluppato lo strumento COS.
Il COS potrebbe aiutare gli astronomi a capire come si sono formate le galassie analizzando il mix di elementi emessi dai quasar e dalle stelle morenti chiamate supernovae. L'unico altro telescopio esistente in grado di monitorare la luce ultravioletta è l'invecchiamento FUSE, uno strumento molto più piccolo che dovrebbe durare solo un altro anno circa. Senza la missione di riparazione Hubble, dice Shull, gli astronomi ultravioletti stavano affrontando almeno un decennio senza l'attrezzatura necessaria per fare nuove osservazioni. Secondo Shull, il COS consentirà di effettuare il primo rilevamento approfondito del cielo per le sorgenti ultraviolette. Fino ad ora, abbiamo solo scalfito la superficie, dice. Invece di 10 o 15 fonti [di luce] intorno all'intero cielo, ce ne saranno centinaia, se non migliaia.
Gli astronomi sono anche entusiasti della telecamera Wide-Field di terza generazione (WFC3), che aumenterà notevolmente le capacità della fotocamera che è stata lo strumento più utilizzato da Hubble. La fotocamera esistente ha già rivelato molto sul nostro sistema solare, sulle galassie lontane e sulle nubi di gas. Viene anche usato per creare le immagini Hubble Ultra Deep Field, che hanno sondato il cosmo più in profondità di qualsiasi precedente immagine astronomica, hanno rivelato le galassie nelle loro prime fasi di formazione e hanno forzato revisioni nelle teorie precedenti su come queste gigantesche collezioni di stelle si sono unite.
Grazie ai progressi nei rilevatori a stato solido, la nuova fotocamera sarà quasi un ordine di grandezza più sensibile rispetto al suo predecessore, WFC2, afferma Jeffrey Hoffman, professore di astronautica al MIT ed ex astronauta che ha aiutato a installare il WFC2 durante una manutenzione Hubble missione nel 1993. Aumentando la capacità del telescopio di rilevare oggetti deboli, afferma Hoffman, la nuova fotocamera aprirà un enorme spazio di scoperta inesplorato, con un potenziale per nuove scoperte che non può essere previsto.
La nuova missione di riparazione includerà anche un tentativo di riparare lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), uno degli strumenti consegnati durante una precedente missione di manutenzione Hubble nel 1997. STIS ha funzionato con successo fino al 2004, quando ha subito un'interruzione di corrente. Prima di fallire, però, questo strumento ha compiuto un importante passo avanti, fornendo per la prima volta prove dirette di buchi neri supermassicci al centro di alcune galassie. Gli astronomi credevano da tempo che tali buchi neri esistessero, ma avere la prova ha aiutato a confermare le previsioni teoriche.
Gli astronauti cercheranno di riparare lo strumento durante una missione imminente, prevista provvisoriamente per la primavera del 2008. Continuare il lavoro sui buchi neri, compreso imparare di più su come si sono formati e su come interagiscono quando le galassie si scontrano, sarà tra i massimi livelli dello strumento priorità se le riparazioni impegnative hanno successo. A differenza della sostituzione di interi strumenti, che era una funzionalità progettata in Hubble fin dall'inizio, riparare l'alimentatore guasto è un'operazione molto più complicata che implica entrare nelle viscere dello strumento per sostituire i componenti. Hoffman sottolinea che ciò richiede la rimozione di 120 bulloni che potrebbero potenzialmente galleggiare e danneggiare altre parti del telescopio.
Per evitare ciò, la NASA ha sviluppato uno schema molto intelligente con un contenitore in plexiglas che catturerà tutti i bulloni allentati mentre vengono rimossi, afferma Hoffman. Se tutto va bene, lo faranno sembrare facile.
Wheeler afferma che un importante risultato del far funzionare più a lungo il telescopio Hubble è che ora si prevede che sopravviva abbastanza a lungo da sovrapporsi al telescopio di prossima generazione che alla fine prenderà il suo posto: il James Webb Space Telescope, che sarà lanciato nel 2013. Mentre il telescopio Webb sarà molto più grande di Hubble, con uno specchio principale di 6,5 metri di diametro rispetto agli 1,8 metri di Hubble, Webb non sostituirà tutte le funzioni di Hubble. Webb è progettato principalmente per l'osservazione a infrarossi, mentre Hubble è efficace anche per la luce visibile e ultravioletta.
Avere entrambi i telescopi funzionanti contemporaneamente, il che non è assicurato ma ora è probabile, è estremamente importante, afferma Wheeler. Ti dà una capacità multispettrale per osservazioni coordinate e quindi ottieni molte più informazioni su un dato oggetto.
Fino ad allora, l'Hubble riparato continuerà a svolgere una serie di progetti che non possono essere realizzati con nessun altro strumento. Non puoi fare scienza senza Hubble, dice Wheeler.