Le lune speciali del VLT

Il logo di MOONS Multi Object Optical and Near-infrared Spectrograph for the VLT

Delle Lune per il Very Large Telescope. Lo European South Observatory (ESO) ha, infatti, firmato un accordo con un consorzio guidato dallo Science and Technology Facilities Council’s UK Astronomy Technology Centre (UK ATC) per la costruzione di MOONS – un nuovo e unico strumento pensato per il Very Large Telescope (VLT) dell’ESO.

MOONS sarà in grado di affrontare alcuni degli interrogativi di maggior rilievo in astronomia, come dare evidenza della struttura della Via Lattea ed indicazioni su come le stelle e le galassie si formino e si evolvano.

Nei dieci anni di operatività previsti, MOONS osserverà almeno dieci milioni di oggetti celesti.

«MOONS è uno strumento unico, capace di esplorare un vastissimo range di casi scientifici» dice il Principal Investigator (PI) Michele Cirasuolo dello United Kingdom Astronomy Technology Centre, di Edinburgo, e dell’Institute for Astronomy, dell’Università di Edinburgo «Sarà possibile misurare non solo le proprietà chemo-dinamiche di milioni di stelle nella nostra Via Lattea, ma anche in milioni di galassie lontane per poter ricostruire la storia di formazione dell’Universo. Sono enormemente orgoglioso della dedizione e competenze dimostrate dai nostri ingegneri e scienziati sia in Italia che nel consorzio internazionale. Siamo tutti ansiosi di costruire questo nuovo sofisticato strumento e aprire la strada a molte nuove scoperte sull’origine ed evoluzione del cosmo».

Alcune delle possibili applicazioni dello strumento MOONS

L’acronimo MOONS sta per Multi-Object Optical and Near-infrared Spectrograph. Questo complesso strumento sarà in grado – grazie all’impiego di più di 1000 fibre su un largo campo visivo – di percepire nello stesso momento la luce proveniente da molti oggetti celesti, lavorando sia sulle lunghezza d’onda della luce visibile che nel vicino infrarosso. La potenza del VLT combinata con le possibilità uniche fornite da MOONS fornirà gli strumenti necessari allo studio della formazione e dell’evoluzione delle galassie nel corso della maggior parte della storia dell’Universo.

Le capacità di osservazione di MOONS nell’infrarosso permetteranno agli astronomi di studiare allo stesso tempo sia l’Universo distante che le assai recondite regioni del bulbo della nostra galassia. In combinazione con la potenza del VLT lo strumento osserverà all’interno della Via Lattea stelle fino ad una distanza di circa 40.000 anni luce, guardando attraverso il Bulbo e il Disco galattico per rivelarne la struttura al fine di creare una mappa in tre dimensioni della nostra galassia.

Il centro della Via Lattea osservato nel vicino infrarosso
Credit: ESO/S. Gillessen et al.

«Per gli astrofisici MOONS è il coronamento di un sogno nato negli anni 90, che si era arenato a causa di limitazioni tecnologiche che non permettevano di spingere verso l’infrarosso la copertura spettrale degli spettrometri multi-oggetto ad alta efficienza», aggiunge il Co-PI italiano Ernesto Oliva dell’INAF – Osservatorio Astrofisico di Arcetri. Il contributo di INAF al progetto (al quale partecipano strutture di Firenze, Bologna, Milano e Roma) si concentra su vari aspetti: dalla definizione delle caratteristiche fondamentali che lo spettrometro deve avere per raggiungere gli obiettivi scientifici alla progettazione opto-meccanica, cioè la traduzione delle ambiziose richieste in uno strumento realizzabile rimanendo entro i limiti imposti dalla tecnologia e dal budget. L’Italia contribuisce inoltre alla preparazione ed ottimizzazione delle osservazioni da effettuare individuando gli oggetti da osservare simultaneamente assicurandosi che le 1000 braccia (fibre) si posizionino velocemente “senza litigare”, e rimangano nella posizione ideale per tutto il tempo che dura l’esposizione (tipicamente 1 ora).

Fondamentale il ruolo del nostro paese anche nello sviluppo di un modello che simula in tutti i dettagli il cammino della luce e la sua trasformazione in una immagine-spettro, in modo da identificare in anticipo – e correggere – eventuali problemi.

L’interesse e contributo degli astrofisici italiani si estende ben oltre INAF, prova ne è il fatto che il “PI” è Italiano e che quattro dei partner internazionali (1 nel Regno Unito, 1 in Cile ed 1 in Svizzera) sono guidati da “Co-PI” italiani.

MOONS giocherà un ruolo fondamentale anche nella missione ESA Euclid, di recente approvazione, andando a coprire la medesima estensione spettrale e lo stesso spazio di osservazione, supportandone la calibrazione. Sarà un perfetto complemento per le rilevazioni attuali e future, inclusa la nuova grande rilevazione spettroscopica Gaia-ESO, in cui la parte di spettroscopia ottica sarà effettuata grazie a FLAMES e VIMOS, già installati al VLT dell’ESO.

MOONS fornirà anche il cruciale follow-up spettroscopico per la missione Gaia dell’Esa e per gli altri rilevamenti per immagini fatti da terra nell’ottico e nel vicino infrarosso (VISTA, UKIDSS, VST, Pan-STARRS, Dark Energy Survey, LSST), come pure per altri strumenti che operano a differenti lunghezze d’onda (ALMA, Herschel, eRosita, LOFAR, WISE, ASKAP). In tal modo colmerà un vuoto fondamentale nella strumentazione astronomica, in particolare quella che indaga nel vicino infrarosso.