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Astrofisici in tutta Europa mettono il talento in comune al fine di sviluppare strumenti ad alta tecnologia per esplorare l’universo

Un consorzio proveniente da 16 paesi al lavoro sul progetto dell’UE AHEAD ha sviluppato tecnologie e infrastrutture di ricerca per l’astrofisica delle alte energie

Spazio

Alcuni scienziati provenienti da 26 organizzazioni e aziende in 16 paesi europei hanno messo insieme i propri talenti al fine di sviluppare tecnologie e infrastrutture di ricerca all’avanguardia per comprendere meglio l’universo. Il team di AHEAD ha aiutato a preparare il continente per la missione Athena, l’imponente osservatorio spaziale a raggi X che dovrebbe essere lanciato dalla Agenzia spaziale europea nel 2030. I raggi X sono fondamentali per comprendere l’universo, perché il 50 % della materia ordinaria al suo interno non sono le stelle o le galassie che possiamo osservare, ma è invece gas caldissimo, con una temperatura pari a milioni di gradi. Quel gas permea l’universo in una struttura simile a una ragnatela, dando luogo alle galassie. A temperature così elevate, questo gas può essere osservato solo mediante raggi X, afferma il professor Luigi Piro, direttore della ricerca allo Istituto Nazionale di Astrofisica a Roma, che ha coordinato il progetto. «Tecnologia e infrastrutture in questo settore stanno diventando più complesse e costose, soprattutto a causa dell’esigenza di soddisfare obiettivi relativi alle prestazioni ancor più ambiziosi», dice il prof. Piro. «Tali richieste non possono essere realisticamente affrontate da una singola nazione». Gli sviluppatori, provenienti sia da paesi piccoli che da paesi grandi dell’UE, hanno condiviso le loro risorse e competenze allo scopo di sviluppare tecnologie migliori in settori prioritari nel campo dell’astrofisica. Hanno lavorato sull’ottica a raggi X, sul controllo di sfondi derivanti da particelle ad alta energia in orbita e allo sviluppo di una nuova generazione di sensori criogenici a raggi X, che misurano l’energia dei fotoni. «I nostri risultati hanno portato a un notevole miglioramento nelle tecnologie, fino al punto che la maggior parte degli studi guidati da AHEAD viene adesso aggiunta nella progettazione degli strumenti per Athena», afferma il prof. Piro. Misteri dell’universo Athena potrà vantare un grande telescopio a raggi X e strumenti che consentiranno agli scienziati di osservare le sorgenti di raggi X più deboli e lontane nell’universo. «Trasporterà innovativi strumenti e specchi per risolvere domande fondamentali per l’astrofisica e la cosmologia, come ad esempio: come si è riunita la materia ordinaria nella struttura su larga scala che osserviamo oggi e in che modo i buchi neri si sviluppano e danno forma all’universo?» spiega il prof. Piro. Il consorzio di AHEAD ha inoltre portato a termine uno studio pilota per vedere se le tecnologie in uso presso le organizzazioni che fanno parte del consorzio stesso potessero essere applicate in campi diversi dalla ricerca astrofisica. All’interno di un sistema per l’emissione di raggi X indotta da particelle ha identificato un rivelatore criogenico di raggi X a microcalorimetro ed elevata risoluzione spettrale come idoneo per l’analisi non invasiva in settori quali biologia, belle arti e oggetti archeologici e per misurazioni ambientali ad alta sensibilità. Tuttavia, i partner di AHEAD sono probabilmente più eccitati per come hanno formato i ricercatori, aperto le porte delle loro strutture a una comunità più ampia, incluse le PMI, e disseminato il loro lavoro attraverso workshop e materiali educativi. Un video, tradotto in più di una dozzina di lingue, ha raggiunto un pubblico di 10 milioni di persone. «A volte il settore dei fenomeni cosmici ad alta energia è ben lontano dall’immagine di un cosmo tranquillo e immutabile che abbiamo guardando il cielo notturno», dice il prof. Piro. «Alcune persone non possono credere al fatto che le animazioni a cui assistono nei nostri video e nelle mostre planetarie rappresentino dei fenomeni reali. Facendo appello alla loro immaginazione, speriamo che giovani studiosi vengano attirati verso lo studio dell’astrofisica delle alte energie».

Parole chiave

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