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7 minuti di letturaLa storia recente del radiotelescopio di Arecibo

Questa che leggete qui sotto è una delle mie newsletter settimanali de La Settimana Astrofisica (per la precisione, questa qui sotto è la newsletter del 28 agosto 2020).

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Il mar dei Caraibi bagna il centro delle Americhe: su questo mare si affacciano a ovest gli stati di Messico, Guatemala, Belize, Honduras, Nicaragua, Costa Rica e Panama; a nord ci sono Cuba, Haiti e Repubblica Dominicana; a sud troviamo Colombia e Venezuela.

No, non mi sono dimenticato dell’est, del confine che separa il mar dei Caraibi dal più imponente Oceano Atlantico. Il confine est del mar dei Caraibi è un affresco di una storia coloniale mai estirpata del tutto. Infatti, se a nord, sud e ovest troviamo stati con una loro (magari sofferta) storia di indipendenza, a est troviamo un arcipelago di isole i cui territori appartengono a stati che noi, dall’Italia, potremmo raggiungere a piedi senza usare imbarcazioni.

Queste isole a est infatti sono per la maggior parte dipartimenti d’oltremare di bandiera francese, olandese oppure parte del vasto mai passato di moda Commonwealth britannico, residuo dell’ impero che fu. Poi c’è Puerto Rico.

Puerto Rico si trova spazialmente subito dopo Cuba e l’isola divisa a metà tra Haiti e Repubblica Dominicana. I primi europei ad arrivare qui furono gli spagnoli, anche se non con il primo viaggio di Cristoforo Colombo ma con il secondo viaggio l’anno dopo, nel 1493. Qui gli spagnoli trovarono la popolazione dei Taino, i quali da secoli popolavano e vivevano sull’isola. Gli spagnoli fecero a Puerto Rico ciò che fecero anche altrove: la popolazione dei Taino scomparve e arrivarono, oltre agli iberici, anche africani deportati come schiavi. Non una bella storia finora, come tutte le storie di colonizzazione del resto.

Per un paio di secoli gli spagnoli dovettero difendersi dagli altri stati europei assetati di colonie (francesi, inglesi, olandesi). Una volta però sistemati i rivali europei, iniziarono le lotte dall’interno, le lotte per l’indipendenza. Ci furono alcuni brevi tentativi di rivolta, ma poi arrivò un cambio radicale per quanto riguarda la situazione politica di Puerto Rico: nel 1898 arrivano gli Stati Uniti a scalzare l’Impero Spagnolo.

Qui comincia un’altra storia. Infatti nel 1917 la necessità di arruolare soldati per la prima guerra mondiale porta il Congresso USA ad approvare una legge che conferisce la cittadinanza statunitense a tutti gli abitanti di Puerto Rico. L’inizio di un buon periodo? No, perché arrivarono calamità naturali (ne riparleremo tra poco) e la grande depressione. I venti dell’indipendenza tornarono a soffiare potenti a Puerto Rico e i portoricani iniziarono a chiedere agli USA più libertà. Gli Stati Uniti tra il 1948 e il 1953 concedettero che i portoricani potessero eleggere un proprio governatore e avere una propria costituzione. Inoltre, in seguito, ci furono 4 referendum (senza vincoli per gli USA) per sondare la popolazione sulla sorte dell’isola. Il più recente, quello del 2017, ha visto i portoricani votare con larghissima maggioranza (97,2%) per l’opzione di diventare uno stato federale degli USA.

Nel frattempo Puerto Rico è stato sempre un territorio gestito dagli USA. Nel 1963 l’isola viene scelta per la costruzione di quello che sarà per qualche decennio il radiotelescopio più grande del mondo: il radiotelescopio di Arecibo.

Un radiotelescopio non è uno strumento come il cannocchiale di Galileo, cioè in cui poggiare l’occhio e guardare l’universo. Un radiotelescopio osserva le onde radio emesse nell’universo. Ci sono diversi processi fisici che emettono onde radio: galassie attive, stelle di neutroni pulsanti, dischi di accrescimento attorno a buchi neri. Per osservare le onde radio non c’è bisogno di aspettare che faccia buio, perché il Sole non crea problemi con le onde radio. Inoltre, siccome parliamo di segnali radio, magari potrebbe pure arrivare qualche segnale di una civiltà extra-terrestre, come nel film Contact con Jodie Foster.  Anche James Bond non ha saputo resistere e Pierce Brosnan ha recitato in quel ruolo proprio sull’antennone di Arecibo, in una scena indimenticabile del film Goldeneye.

Il telescopio di Arecibo è un grosso disco di 307 metri di diametro. Con l’osservatorio di Arecibo si sono studiati e mappati gli asteroidi potenzialmente pericolosi, pulsar, galassie e pianeti come Mercurio e Giove.
Arecibo ha raccolto onde radio dai fenomeni fisici dell’universo ma anche ha inviato messaggi nella speranza che possano essere intercettati da civiltà intelligenti. il 16 settembre 1974 da Arecibo fu inviato un messaggio verso l’ammasso globulare di Ercole. Frank Drake e Carl Sagan idearono un messaggio binario composto da 1679 cifre con informazioni sulla struttura del DNA, della popolazione terrestre e molto altro.Malgrado nessuno abbia risposto, il 1974 però il radiotelescopio di Arecibo misurò forse uno dei più importanti segnali radio della storia dell’astrofisica: Joseph Taylor e Russell Hulse misurarono una coppia di pulsar (stelle di neutroni) che orbitano l’una attorno

all’altra e trovarono che, con il passare dei giorni, il periodo dell’orbita delle due pulsar diventava sempre minore.

Segno, questo, che le due pulsar si stavano avvicinando e che parte dell’energia del sistema veniva persa sotto forma di onde gravitazionali, come previsto dalla teoria della relatività generale. Hulse e Taylor, grazie ad Arecibo, vinsero il premio Nobel per la fisica nel 1993.La storia completa della scoperta di Hulse e Taylor la trovate nel mio libro “Onde gravitazionali”.

Certo, costruire un enorme radiotelescopio incastonato in una conca naturale non sembra una buona idea vista la storia di Puerto Rico fatta di uragani e terremoti. Per esempio, un terremoto di magnitudo 6,4 nel 2014 ha creato danni alla struttura di Arecibo, ma per fortuna niente di estremamente grave.

Il punto è che gli Stati Uniti hanno costruito l’antennone a Puerto Rico per un motivo molto semplice: gli statunitensi volevano costruire un radiotelescopio enorme vicino alla linea equatoriale in modo da poter studiare meglio i pianeti. Questo perché i pianeti si muovono in cielo all’incirca nei pressi della linea dell’equatore celeste (fateci caso, i pianeti in cielo alle nostre latitudini sono tutti allineati quasi sempre all’orizzonte; non è un caso, il motivo è che tutti i pianeti del Sistema solare si muovono sullo stesso piano). Inoltre, la conca naturale dove attualmente si trova l’osservatorio di Arecibo ingolosì troppo all’epoca gli USA visto che si prestava benissimo alla costruzione di una grossa antenna. E poi, su tutto, Puerto Rico era territorio USA.

Poi però, nel 2017, arrivò l’uragano Maria. E cambiò tutto.

I danni provocati dall’uragano Maria nel 2017 a Puerto Rico, visti dall’alto.

L’uragano Maria a settembre 2017 è stato devastante per Puerto Rico. L’isola ha pagato un prezzo altissimo per questa catastrofe naturale: le costruzioni sono state distrutte, l’acqua ha allagato dappertutto, l’elettricità è venuta meno per un periodo lunghissimo. Francesco Costa, giornalista e vice direttore de Il Post, ha raccontato tutta la vicenda in una sua puntata del podcast Da Costa a Costa.

Nel frattempo il presidente Trump (eletto nel 2016) si è lamentato più volte della sua intenzione di non voler più fornire altri aiuti a Puerto Rico; anzi, ha espresso in più occasioni (la prima volta a novembre 2018) che la gestione dell’emergenza da parte della sua amministrazione è stata un successo e non ha mai fatto autocritica. Addirittura, ed è notizia fresca di luglio 2020, Trump avrebbe fatto trapelare l’idea che vorrebbe vendere(?) Puerto Rico (a chi poi, boh!).

Tra uragano, terremoto e amministrazione Trump, la vita dei portoricani è più difficile che mai e le proteste divampano.

Già: e l’osservatorio di Arecibo in tutto questo? In un primo momento il radiotelescopio è andato avanti con i generatori, poi ha dovuto capitolare e spegnersi. In generale però le attività dell’osservatorio sono riuscite ad andare avanti. I dati raccolti dal radiotelescopio negli ultimi tempi sono comunque stati molto utili per continuare la ricerca scientifica, nonostante ci si sia messo pure il Covid-19 a peggiorare tutto (a Puerto Rico, al 20 agosto, sono stati registrati circa 27 mila casi e 356 morti).

Ma se il Covid-19 ha alla fine solo rallentato le attività di Arecibo, per il radiotelescopio di Arecibo la mazzata davvero definitiva forse è arrivata qualche giorno fa, il 10 agosto 2020: un cavo è crollato è ha distrutto parte del disco del radiotelescopio. 250 dei 38778 pannelli di alluminio sono stati distrutti.
Per fortuna nessuno si è fatto male: il cavo è crollato in un momento in cui nessuno stava lavorando o stava facendo manutenzione diretta al radiotelescopio. Sul New York Times, uno dei direttori di Arecibo, Francisco Cordova, ha detto che il cavo era stato installato nel 1990 per supportare un peso aggiuntivo di 900 tonnellate per la strumentazione della piattaforma e ha aggiunto che il cavo avrebbe dovuto resistere 20 anni circa.
Evidentemente non è stato così, come testimonia questa immagine.

I danni al telescopio di Arecibo dovuti al cavo crollato il 10 agosto 2020.

Qualche giorno prima del crollo del cavo, per la precisione il 31 luglio 2020, il radiotelescopio di Arecibo era riuscito a osservare la cometa C/2020 F3 (che forse alcuni di voi sono riusciti a vedere a occhio nudo anche): l’osservazione ha portato alla misura molto decisa della presenza di ioni idrossido sulla cometa.

Questa foto non è la solita splendida foto di una cometa. Però è la foto che il telescopio spaziale Hubble ha scattato al nucleo della cometa C/2020 F3: è l’immagine più di tutte ci fa andare con lo sguardo vicino alla cometa.

Lo ione idrossido è una molecola formata da un atomo di idrogeno e un atomo di ossigeno. Vi ricorda qualcosa? Esatto, l’acqua. In effetti l’acqua è formata da due atomi di idrogeno e uno di ossigeno. Ma non dimentichiamo che qui siamo su una cometa, la quale è vicina al Sole: i raggi ultravioletti spaccano le molecole d’acqua in uno ione idrogeno e uno ione idrossido.

Quindi, se Arecibo ha beccato gli indizi della presenza di ioni idrossido, ecco una prova che sulla cometa c’è acqua.
Perché c’è voluto Arecibo per questa misurazione? Perché lo ione idrossido presenta righe spettrali a frequenze di 1660 MHz, frequenze osservabil con il radiotelescopio di Arecibo. Il monitoraggio di queste righe spettrali ci permette di capire con esattezza l’origine di questi ioni idrossido e quindi provare a capire quanta acqua c’è sulla cometa.

Ora però, per colpa del cavo, ci saranno nuovi lavori di manutenzione da portare avanti ad Arecibo e la ricerca dovrà fermarsi, per forza. Tutto questo, considerate bene per avere idea del contesto, mentre intorno ad Arecibo divampa da anni il malcontento per l’attuale gestione della cosa pubblica.

Tempi duri insomma per uno strumento che ha fatto scoprire come funziona l’universo. Il budget annuale che Arecibo riceve attualmente è di circa 12,3 milioni di dollari (0,30 dollari per statunitense all’anno, circa). Che cosa accadrà all’osservatorio di Arecibo dopo questo nuovo incidente? Sarà costretto a chiudere? Le cose cambieranno o peggioreranno dopo le elezioni presidenziali in novembre a seconda che a spuntarla sarà Biden o Trump? Non è facile prevederlo, considerando anche che tutto sta avvenendo mentre nel mondo c’è una pandemia in corso. [EDIT del 20/09/2020: L’amministrazione Trump ha stanziato 13 miliardi di dollari per Puerto Rico]

Il destino di Arecibo non può insomma prescindere dall’interesse politico-strategico che gli USA vorranno riservare all’isola, anche considerando le mille disgrazie in cui si trova la popolazione a causa delle calamità naturali che ciclicamente si abbattono su Puerto Rico, compreso ora il Covid-19.

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