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I radiotelescopi ci mostrano galassie nascoste

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    Spazio, ultima frontiera.
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    La prima volta che mi capitò di sentire
    queste parole avevo solo 6 anni,
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    e ne rimasi subito affascinata.
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    Volevo esplorare strani e nuovi mondi,
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    cercare nuove forme di vita
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    e vedere tutto ciò
    che l'universo aveva da offrire.
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    Quei sogni, quei mondi,
    mi hanno accompagnata in un viaggio,
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    un viaggio di scoperte,
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    attraverso la scuola, l'università,
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    il dottorato di ricerca e, infine,
    a diventare un'astronoma.
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    Allora, ho imparato
    due cose incredibili,
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    una un pochino spiacevole,
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    quando stavo studiando per il dottorato.
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    Ho capito che nella vita reale
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    non avrei pilotato un'astronave
    nell'immediato futuro.
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    Tuttavia, ho anche imparato che l'universo
    è strano, meraviglioso e vasto,
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    troppo vasto per essere esplorato
    con un'astronave.
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    Così, mi sono concentrata
    sull'astronomia, sull'uso dei telescopi.
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    Ora, vi voglio mostrare un' immagine
    del cielo notturno.
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    Potreste vederla ovunque.
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    Tutte queste stelle sono parte
    della nostra galassia, la Via Lattea.
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    Se voleste andare in un angolo più scuro,
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    un angolo carino, forse nel deserto,
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    potreste vedere il centro
    della nostra Via Lattea
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    che mostra ai vostri occhi,
    centinaia di miliardi di stelle.
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    È un'immagine stupenda.
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    È ricca di colori.
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    Ed è solo un punto terrestre
    del nostro universo.
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    Come vedete, c'è una strana polverina
    scura nell'universo.
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    Questa è polvere locale
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    che oscura la luce delle stelle.
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    Ma possiamo fare un buon lavoro.
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    Con i nostri occhi, possiamo esplorare
    il nostro angolo di universo.
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    Possiamo anche fare di più.
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    Si possono usare meravigliosi telescopi
    come il Telescopio Spaziale Hubble.
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    Gli astronomi hanno creato quest'immagine.
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    Chiamata Campo Profondo di Hubble,
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    hanno passato centinaia di ore osservando
    un pezzettino di cielo non più grande
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    dell'unghia del pollice
    alla distanza di un braccio
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    e in quest'immagine
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    si vedono migliaia di galassie
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    e sappiamo che ci sono
    centinaia di milioni, miliardi di galassie
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    in tutto l'universo,
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    alcune simili alla nostra,
    altre molto diverse.
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    Allora, voi penserete, "OK"
    e io procedo con il viaggio.
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    È semplice, posso usare un telescopio
    molto potente
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    e guardare il cielo, nessun problema.
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    In realtà, in questo modo
    stiamo perdendo informazioni.
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    È perché tutto ciò di cui abbiamo parlato
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    sfrutta il nostro spettro visibile,
    è osservabile a occhio nudo
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    ed è solo una porzione,
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    microscopica, di quello che l'universo
    ha da offrirci.
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    Ci sono anche due problemi importanti
    con lo spettro visibile.
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    Non stiamo solo tralasciando
    tutti gli altri processi
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    che emettono altre tipologie di luci,
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    ma ci sono due problemi.
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    Il primo è sulla polvere
    che ho menzionato in precedenza.
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    La polvere impedisce alla luce
    di arrivare fino a noi.
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    Così, se guardiamo più a fondo
    nell'universo, vediamo meno luce.
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    La polvere ce lo impedisce.
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    Ma c'è anche un problema strano
    sulla luce visibile
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    che ci impedisce di esplorare l'universo.
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    Facciamo ora un momento di pausa.
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    Immaginate di essere all'angolo
    di una strada trafficata.
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    Una macchina passa.
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    Si avvicina un'ambulanza.
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    Ha un suono acuto.
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    (imita il suono della sirena)
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    Sembra che il tono della sirena cambi
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    da quando si avvicina
    a quando si allontana.
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    Ma chi guida l'ambulanza non fa nulla,
    è la sirena che gioca brutti scherzi.
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    Questo è il risultato
    della vostra percezione.
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    Le onde sonore,
    mentre l'ambulanza si avvicinava,
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    erano compresse
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    e avevano un tono più acuto.
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    Quando si allontanava,
    le onde sonore si allungavano,
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    e sembravano più gravi.
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    La stessa cosa succede con la luce.
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    Quando gli oggetti si muovo verso di noi,
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    le loro onde luminose sono compresse
    e sembrano più blu.
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    Quando gli oggetti si allontanano da noi,
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    le loro onde sono più lunghe
    e sembrano più rosse.
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    Perciò gli effetti si chiamano
    spostamento verso il blu e il rosso.
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    Il nostro universo si sta espandendo,
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    perciò i corpi si stanno
    allontanando da tutto il resto
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    e ciò significa che tutti sembrano rossi.
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    Può suonare strano, ma più si guarda
    a fondo nell'universo,
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    più gli oggetti distanti si stanno allontanando
    di molto e più velocemente
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    e appaiono più rossi.
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    Perciò, se ritorno
    al Campo Profondo di Hubble
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    e continuiamo a osservare
    con attenzione l'universo
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    usando solo il telescopio Hubble
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    quando raggiungiamo una certa distanza
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    tutto diventa rosso,
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    e questo diventa un problema.
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    Quando, infine, arriviamo così lontano
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    tutto ha raggiunto
    il livello dell'infrarosso
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    e perciò non vediamo più nulla.
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    Ci deve essere una soluzione,
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    altrimenti sarei limitato nel mio viaggio.
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    Vorrei esplorare tutto l'universo,
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    non solo ciò che è visibile,
    intendo, prima che tutto diventi rosso.
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    C'è un modo.
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    Chiamato radio astronomia.
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    Gli astronomi lo hanno usato per decenni.
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    È una tecnica fantastica.
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    Vi mostro ora il Radio Telescopio Parkes,
    soprannominato "The Dish".
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    Potreste avere visto il film.
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    Le onde radio sono fantastiche.
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    Ci permettono di scrutare a fondo.
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    Non si offuscano con la polvere,
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    così si può vedere tutto l'universo
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    e lo spostamento verso il rosso
    non è un problema
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    perché possiamo creare ricevitori
    che captino un'ampia banda.
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    Allora, che cosa vede il Parkes quando
    è puntato al centro della Via Lattea?
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    Vedremmo qualcosa di fantastico, vero?
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    Allora, vediamo qualcosa di interessante.
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    Non si vede la polvere spaziale.
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    Come ho già detto, le onde radio
    vanno oltre la polvere, tutto a posto.
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    Ma la vista è molto diversa.
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    Possiamo vedere che il centro
    della Via Lattea è raggiante,
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    e non è luce delle stelle.
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    È illuminato da una luce
    detta Radiazione di Sincrotrone,
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    creata da elettroni che si muovono
    a spirale attorno a campi magnetici cosmici.
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    Perciò il piano galattico
    è illuminato da questa luce.
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    Possiamo anche vedere
    strani ciuffi luminosi che spuntano
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    e oggetti che non sembrano allineati
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    con il resto di quanto
    i nostri occhi vedono.
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    Ma è molto difficile
    interpretare l'immagine,
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    perché, come vedete,
    è a bassissima risoluzione.
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    Le onde radio hanno un'ampia lunghezza
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    e ciò rende la loro risoluzione scadente.
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    L'immagine, inoltre, è in bianco e nero,
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    perciò non sappiamo che colore
    abbiano questi oggetti.
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    Veniamo ai giorni nostri.
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    Possiamo costruire telescopi
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    che possono risolvere questi problemi.
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    Ora vi sto mostrando l'immagine
    del Radio Osservatorio Murchison,
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    un posto fantastico per costruirvi
    dei radiotelescopi.
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    È in una piana, il clima è secco
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    e la cosa più importante
    è che non ci sono onde radio attorno:
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    non ci sono cellulari, non c'è Wi-Fi,
    niente,
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    c'è il quasi totale silenzio radio,
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    perciò è perfetto
    per costruirvi un radiotelescopio.
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    Il telescopio su cui lavoro
    da diversi anni
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    si chiama Murchison Widefield Array,
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    ora vi mostrerò un breve video
    su come è stato costruito.
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    Questo è un gruppo di studenti
    universitari di triennale e magistrale
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    stanziati a Perth.
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    Li chiamiamo l'Armata Studentesca,
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    volontari per la costruzione
    del radiotelescopio.
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    Senza avere crediti per il lavoro.
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    Qui stanno costruendo dei dipoli radio.
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    Questi ricevono onde a bassa frequenza
    come le nostre radio FM, o le tv.
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    Qui li stanno posizionando
    lungo il deserto.
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    Il telescopio finale
    copre una superficie di 10 km2
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    del Deserto della Western Australia.
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    Ciò che è interessante
    è che non ci sono parti mobili.
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    Disponiamo solo delle piccole antenne
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    sopra una sorta di rete per polli.
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    Sono abbastanza economiche.
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    I fili raccolgono il segnale
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    dalle antenne
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    e lo portano all'unità centrale.
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    Ed è la misura di questo telescopio,
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    il fatto che abbiamo costruito
    la struttura nel deserto
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    che ci dà una risoluzione
    migliore rispetto al Parkes.
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    Infine, i fili portano
    il segnale a un'unità
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    che lo invia ad un super-computer
    che si trova qui a Perth,
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    ed è qui che io intervengo.
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    (Sospira)
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    Dati delle onde radio.
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    Ho passato gli ultimi cinque anni
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    lavorando con dati molto difficili,
    ma interessanti
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    che nessuno aveva mai osservato prima.
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    Ho passato molto tempo
    a calibrare il computer
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    per un totale di milioni di ore
    in tempo di CPU
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    e lavorando duro per capire i dati.
  • 8:09 - 8:11
    Con questo telescopio
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    e con questi dati
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    abbiamo fatto un rilevamento
    di tutto il cielo dell'emisfero australe,
  • 8:17 - 8:22
    la GaLactic and Extragalactic
    All-sky MWA Survey,
  • 8:22 - 8:24
    o, come la chiamo io, GLEAM.
  • 8:24 - 8:26
    E ne sono entusiasta.
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    Questa ricerca sta per essere pubblicata,
    ma non è mai stata mostrata
  • 8:29 - 8:31
    perciò siete letteralmente i primi
  • 8:31 - 8:34
    a vedere questo rilevamento da sud
    di tutto il cielo.
  • 8:35 - 8:38
    Perciò ho il piacere di mostrarvi
    alcune immagini di quest'indagine.
  • 8:39 - 8:41
    Immaginate di venire a Murchison,
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    vi accampate all'aperto, sotto le stelle
  • 8:43 - 8:45
    e guardate vero sud.
  • 8:45 - 8:46
    Vedete il polo celeste australe,
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    la galassia in crescita.
  • 8:47 - 8:50
    Se faccio affievolire
    la luce delle onde radio,
  • 8:50 - 8:53
    questo è quello che si vede
    nel nostro rilevamento.
  • 8:53 - 8:56
    Potete vedere il piano orbitale
    non più oscurato dalla polvere.
  • 8:56 - 8:58
    È illuminato
    dalla Radiazione di Sincrotrone
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    e ci sono migliaia di puntini nel cielo.
  • 9:01 - 9:04
    La Grande Nube di Magellano,
    la galassia a noi più vicina,
  • 9:04 - 9:07
    è di color arancione,
    rispetto al suo solito color blu- bianco.
  • 9:07 - 9:11
    Ci sono un sacco di elementi.
    Guardiamo più da vicino.
  • 9:11 - 9:13
    Se riguardiamo l'immagine
    del centro dell'universo,
  • 9:13 - 9:16
    come quella del telescopio Parkes
    che abbiamo visto poco tempo fa,
  • 9:16 - 9:19
    aveva bassa risoluzione,
    era in bianco e nero
  • 9:19 - 9:21
    e adesso inseriamo la vista del GLEAM,
  • 9:22 - 9:26
    possiamo vedere come la risoluzione
    è migliorata del 100%.
  • 9:26 - 9:29
    Abbiamo ora una vista a colori del cielo,
  • 9:29 - 9:30
    una visione in technicolor.
  • 9:30 - 9:33
    Ora, non è una vista a colori falsati.
  • 9:33 - 9:36
    Questi sono i colori veri
    delle onde radio.
  • 9:37 - 9:39
    Ciò che ho fatto è colorare
    le frequenze più basse di rosso,
  • 9:39 - 9:41
    quelle più alte di blu,
  • 9:41 - 9:43
    e quelle intermedie di verde.
  • 9:43 - 9:45
    Ciò ci da una visione arcobaleno.
  • 9:45 - 9:47
    Non sono solo colori falsati.
  • 9:47 - 9:50
    I colori in quest'immagine
    ci dicono molto sui fenomeni fisici
  • 9:50 - 9:51
    in atto nell'universo.
  • 9:52 - 9:55
    Per esempio, se osservate
    la piana orbitale,
  • 9:55 - 9:56
    è illuminata dal Sincrotrone,
  • 9:56 - 9:59
    che è di un color arancione rossiccio,
  • 9:59 - 10:02
    ma se guardiamo attentamente,
    possiamo vedere piccoli puntini blu.
  • 10:02 - 10:04
    Poi, se ingrandiamo l'immagine,
  • 10:04 - 10:06
    vediamo che questi punti blu
    sono gas ionizzato
  • 10:06 - 10:08
    attorno a stelle molto brillanti,
  • 10:09 - 10:11
    ciò che accade è che queste
    bloccano la luce rossa,
  • 10:11 - 10:13
    e così sembrano di colore blu.
  • 10:14 - 10:17
    Queste danno informazioni
    sulle regioni di formazione stellare
  • 10:17 - 10:18
    della nostra galassia.
  • 10:18 - 10:20
    Le vediamo subito,
  • 10:20 - 10:23
    guardiamo la galassia
    e i colori ci dicono che ci sono.
  • 10:23 - 10:24
    Potete vedere le bolle di sapone,
  • 10:24 - 10:28
    piccole immagini circolari,
    attorno al piano orbitale
  • 10:28 - 10:30
    e questi sono resti di supernova.
  • 10:31 - 10:32
    Quando una stella esplode,
  • 10:32 - 10:35
    il suo strato esterno si libera
  • 10:35 - 10:38
    e salpa verso l'esterno nello spazio
    raccogliendo materiali,
  • 10:38 - 10:40
    creando un piccolo guscio.
  • 10:41 - 10:44
    Da molto tempo, è rimasto
    un mistero per gli astronomi
  • 10:44 - 10:46
    dove fossero i resti di una supernova.
  • 10:47 - 10:51
    Sappiamo che ci devono essere molti
    elettroni ad alta energia nella piana
  • 10:51 - 10:54
    per produrre la Radiazione
    di Sincrotrone che vediamo,
  • 10:54 - 10:57
    e pensiamo che siano prodotti
    dai resti di supernova,
  • 10:57 - 10:58
    ma non sembra abbastanza.
  • 10:58 - 11:02
    Per fortuna, il GLEAM è eccezionale
    a trovare i resti di supernova
  • 11:02 - 11:05
    e speriamo di pubblicare
    presto qualcosa a riguardo.
  • 11:06 - 11:07
    Ora, tutto a posto.
  • 11:07 - 11:09
    Abbiamo esplorato
    la nostra parte di universo,
  • 11:09 - 11:12
    ma io volevo andare più a fondo,
    più lontano.
  • 11:12 - 11:14
    Volevo andare oltre la Via Lattea.
  • 11:15 - 11:18
    Mentre succede, possiamo vedere
    un oggetto interessante in alto a destra
  • 11:18 - 11:21
    e questa è una radiogalassia locale,
  • 11:21 - 11:22
    Alpha Centaurus.
  • 11:22 - 11:23
    Se la ingrandiamo,
  • 11:24 - 11:27
    vediamo due pennacchi giganti
    dirigersi verso lo spazio.
  • 11:28 - 11:30
    Se guardate al centro,
    tra i due pennacchi,
  • 11:31 - 11:33
    potete vedere una galassia come la nostra.
  • 11:33 - 11:35
    È una spirale e ha una fascia polverosa.
  • 11:35 - 11:37
    È una galassia normale.
  • 11:37 - 11:41
    Ma questi getti sono visibili
    solo attraverso le onde radio.
  • 11:41 - 11:44
    Se fossimo rimasti nel visibile
    non sapremmo nemmeno che ci sono
  • 11:44 - 11:47
    e sono mille volte più grandi
    delle galassie ospitanti.
  • 11:47 - 11:50
    Cosa sta succedendo?
    Cosa produce questi getti?
  • 11:51 - 11:55
    Al centro di ogni galassia a noi nota
  • 11:55 - 11:57
    c'è un buco nero supermassivo.
  • 11:57 - 12:00
    I buchi neri sono invisibili,
    è per quello che si chiamano così.
  • 12:00 - 12:03
    Tutto ciò che si vede
    è la luce deviata attorno a loro
  • 12:03 - 12:08
    e, in alcuni casi, quando una stella
    o una nube di gas arriva nella loro orbita
  • 12:08 - 12:11
    viene catturata dalle forze di curvatura,
  • 12:11 - 12:13
    formando ciò che è detto
    disco di accrescimento.
  • 12:14 - 12:17
    Il disco d'accrescimento
    brilla particolarmente ai raggi X
  • 12:17 - 12:21
    e dei campi magnetici giganti
    possono gettare materiale nello spazio
  • 12:21 - 12:23
    più o meno alla velocità della luce.
  • 12:24 - 12:27
    Perciò sono visibili nelle onde radio
  • 12:27 - 12:29
    e questo è quanto abbiamo rilevato.
  • 12:30 - 12:34
    E così abbiamo visto
    una radiogalassia. Che bello.
  • 12:34 - 12:36
    Ma se guardate
    la parte in alto dell'immagine
  • 12:36 - 12:38
    vedrete un'altra radiogalassia.
  • 12:38 - 12:41
    È un po' più piccola
    perché è più lontana.
  • 12:42 - 12:44
    Okay. Ci sono due radiogalassie.
  • 12:44 - 12:46
    Le vediamo, e va bene.
  • 12:46 - 12:48
    Ma che cosa sono gli altri puntini?
  • 12:48 - 12:49
    Probabilmente sono solo stelle.
  • 12:50 - 12:51
    Ma non lo sono.
  • 12:51 - 12:53
    Sono tutte radiogalassie.
  • 12:53 - 12:56
    Ciascun puntino di quest'immagine
  • 12:56 - 12:58
    è una galassia lontana,
  • 12:58 - 13:01
    lontana milioni di miliardi di anni luce
  • 13:01 - 13:03
    con un buco nero supermassivo al centro
  • 13:04 - 13:07
    che spinge materia nello spazio
    più o meno alla velocità della luce.
  • 13:07 - 13:09
    È strabiliante.
  • 13:10 - 13:13
    E il rilevamento è ancora più grande
    di quello che si vede qui.
  • 13:13 - 13:16
    Se rimpiccioliamo l'immagine
    vediamo tutto il rilievo
  • 13:16 - 13:20
    così vedete che ho scoperto
    300.000 radiogalassie.
  • 13:20 - 13:23
    È stato un viaggio veramente epico.
  • 13:23 - 13:26
    Abbiamo scoperto tutte queste galassie
  • 13:26 - 13:29
    fino a vedere il nostro primo
    buco nero supermassivo.
  • 13:30 - 13:33
    Ne sono fiera, e verrà pubblicato
    la settimana prossima.
  • 13:33 - 13:36
    Ma non è tutto.
  • 13:36 - 13:40
    Ho esplorato gli angoli più remoti
    della galassia con questa ricerca,
  • 13:40 - 13:43
    ma c'è qualcosa in più in quest'immagine.
  • 13:44 - 13:48
    Ora vi riporto all'inizio dei tempi.
  • 13:48 - 13:51
    Quando l'universo venne creato,
    ci fu un big bang,
  • 13:51 - 13:55
    che lasciò l'universo un mare d'idrogeno,
  • 13:55 - 13:57
    idrogeno neutro.
  • 13:57 - 14:00
    Quando nacquero
    le prime stelle e le galassie,
  • 14:00 - 14:02
    queste ionizzarono l'idrogeno,
  • 14:02 - 14:05
    e l'universo passò da neutrale a ionizzato.
  • 14:06 - 14:09
    Hanno impresso un segnale
    tutto attorno a noi.
  • 14:09 - 14:11
    Dappertutto, pervade ogni cosa,
  • 14:11 - 14:13
    come la Forza.
  • 14:13 - 14:16
    Poiché è successo
    così tanto tempo fa,
  • 14:17 - 14:19
    il segnale si è spostato
    verso il rosso,
  • 14:20 - 14:23
    così ora ha una frequenza bassissima.
  • 14:23 - 14:25
    È alla stessa frequenza
    del mio rilevamento
  • 14:25 - 14:27
    ma è veramente debole.
  • 14:27 - 14:31
    È un miliardesimo delle dimensioni
    degli oggetti nel mio rilevamento.
  • 14:31 - 14:36
    Perciò, il telescopio può non essere
    sufficiente per raccogliere il segnale.
  • 14:36 - 14:39
    Tuttavia, c'è un nuovo radiotelescopio.
  • 14:39 - 14:40
    Non posso avere un'astronave,
  • 14:40 - 14:42
    ma per fortuna posso avere
  • 14:42 - 14:45
    uno dei più grandi
    radiotelescopi al mondo.
  • 14:45 - 14:48
    Stiamo costruendo un apparato di 1 km2,
    un nuovo radiotelescopio
  • 14:48 - 14:51
    e sarà mille volte più grande del MWA,
  • 14:51 - 14:54
    mille volte più sensibile
    e con una risoluzione ancora migliore.
  • 14:54 - 14:56
    Così scopriremo
    decine di milioni di galassie.
  • 14:56 - 14:59
    Forse, la potenza del segnale,
  • 14:59 - 15:03
    mi permetterà di osservare
    le prime stelle e le galassie che sono nate,
  • 15:03 - 15:05
    l'origine stessa del tempo.
  • 15:06 - 15:07
    Grazie a tutti.
  • 15:07 - 15:10
    (Applausi)
Title:
I radiotelescopi ci mostrano galassie nascoste
Speaker:
Natasha Hurley-Walker
Description:

Il nostro universo è strano, meraviglioso e vasto, sostiene l'astronoma Natasha Hurley-Walker. Un'astronave non ti può portare nei suoi meandri (non ancora perlomeno) -- ma un radiotelescopio può. In questo discorso assolutamente affascinante e ricco di immagini, Hurley-Walker ci mostra come riesce a esplorare i misteri dell'universo usando una speciale tecnologia che rivela spettri luminosi che non riusciamo a vedere.

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
15:25

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