Il dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Catania ha partecipato a un grande progetto per la realizzazione del Telescopio solare europeo (Est) che sarà realizzato alle Isole Canarie. Si tratta di un’iniziativa che di recente è stata inserita nella Roadmap dello European Strategy Forum for Research Infrastructures (Esfri) tra le 21 infrastrutture scientifiche considerate strategiche per l’Europa.

Per l’Italia, partecipano al progetto l’Inaf, l’Istituto nazionale di Astrofisica e le Università di Calabria, Catania e Roma Tor Vergata. Particolarmente significativo per l’Ateneo catanese è il fatto che la responsabilità del progetto Est per l’Inaf sia stata affidata alla professoressa Francesca Zuccarello, astrofisica del dipartimento etneo.

«Est sarà un pilastro fondamentale della classe di telescopi solari di futura generazione, capaci di indagare i processi fisici generati dall’interazione tra i campi magnetici e i flussi di plasma turbolento alla base dell’attività solare – ha spiega  Francesca Zuccarello (nella foto) – Lo European Solar Telescope fornirà dati ad alta risoluzione che permetteranno lo studio delle proprietà termiche, dinamiche e magnetiche del plasma della nostra stella, dalla base della fotosfera all’alta cromosfera. Questa capacità promette di rivoluzionare la nostra comprensione del campo magnetico solare e delle sue relazioni con l’eliosfera, le atmosfere planetarie, e la Terra, contribuendo anche a migliorare la nostra conoscenza delle stelle simili al Sole e del ruolo della stella centrale nei sistemi planetari».

EST (European Solar Telescope) è un telescopio solare con uno specchio primario di ben 4,2 metri, caratterizzato da un disegno ottico e strumenti ottimizzati per misure sia spettrali che polarimetriche in un’ampia gamma di lunghezze d’onda, dal vicino ultravioletto fino al vicino infrarosso. 

E la comunità scientifica italiana ha contributo in modo significativo allo studio e definizione di vari sottosistemi del telescopio, quali la struttura meccanica ed il controllo termico, la strumentazione di piano focale, il controllo del telescopio e la gestione dei dati. Partner del progetto sono l’INAF (con diverse strutture e ricercatori sparsi su tutto il territorio nazionale ed in alcuni casi anche all’estero), l’Università di Roma Tor Vergata e la S.R.S. Engineering Design. Altri istituti universitari collaborano al progetto (Catania, Cosenza, Firenze, L’Aquila)

Una delle maggiori sfide tecnologiche di EST – come spiegano gli scienziati dell’Inaf – è il sistema di ottica adattiva multi-coniugata (MCAO) che permetterà il raggiungimento del limite risolutivo imposto dal suo diametro, correggendo le distorsioni indotte a diversi livelli dalla turbolenza atmosferica. Questo innovativo sistema permetterà il raggiungimento di prestazioni simili a quelle ottenibili da telescopi spaziali, con l’indubbio vantaggio di avere il telescopio a Terra.

Un’altra sfida tecnologica è rappresentata dal controllo della convezione turbolenta prodotta dal riscaldamento all’interno del percorso ottico. Per ridurre questo effetto lo specchio primario parabolico sarà raffreddato e sulla sua superficie scorrerà una pellicola d’aria che impedirà la formazione di pennacchi convettivi.

Sul primo fuoco, che precederà lo specchio secondario ellissoidale concavo e dove si formerà un’immagine del Sole di circa 6 cm, verrà posta una trappola di calore che dovrà sopportare una densità di calore pari a 5 milioni di watt per metro quadrato, superiore a quella presente nelle barre di combustibile dei nuclei delle centrali nucleari. La trappola di calore, per evitare di essere distrutta come le navi romane bruciate dagli specchi ustori di Archimede, sarà riflettente e dotata di un innovativo sistema di raffreddamento.

Tutto questo concentrato di tecnologia permetterà di osservare con un livello di dettaglio mai raggiunto prima il Sole, la nostra stella, che per la sua vicinanza offre molte opportunità di ricerca avanzata, tra le quali lo studio dei meccanismi di interazione tra plasma e campo magnetico, di grande interesse per le conoscenze di fisica fondamentale.

“Molti processi fisici che avvengono nell’interno e nell’atmosfera del Sole sono ancora in larga parte non compresi – ha spiegato Francesca Zuccarello -. Ad esempio, i meccanismi alla base dell’attività solare, le modalità con cui il campo magnetico evolve, si struttura ed emerge nell’atmosfera solare, il motivo per cui la cromosfera e la corona hanno temperature superiori agli strati sottostanti, i processi che sono alla base dei più intensi eventi esplosivi del nostro sistema solare: flare, eruzioni di filamenti, emissioni di massa coronale.  Inoltre, sempre più campi della ricerca astrofisica fanno riferimento a ciò che avviene sul Sole, per comprendere fenomeni che vengono osservati anche in altri contesti astrofisici, quali stelle attive, dischi di accrescimento di buchi neri che presentano attività di tipo magnetico, jet di plasma”.

Un vero e proprio ‘laboratorio naturale’ vicinissimo a noi che, con la sua attività, influenza in maniera decisiva il mondo in cui viviamo e da cui dipende anche la sopravvivenza delle missioni spaziali.COPYRIGHT LASICILIA.IT © RIPRODUZIONE RISERVATA