Una notte al TNG

Il Telescopio Nazionale Galileo, TNG, fa parte dell’Osservatorio del Roque de Los Muchachos insieme ad altri 14 telescopi ad una quota di 2400 metri. Ha uno specchio primario di 3,6 metri. Crediti e copyright: Sabrina Masiero/FGG-TNG.

Racconto di una visita al Telescopio Nazionale Galileo alle Canarie . La schedula della nottata rientrava nel programma di osservazione INAF per la caratterizzazione dei sistemi planetari, il Global Architecture of Planetary Systems – GAPS.

Articolo pubblicato su Media INAF il 18-19 febbraio 2014

In collaborazione con Caterina Boccato (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova)

Ore 15:30: partenza da Santa Cruz, zero metri sul livello del mare dove, oggi, c’era una temperatura di almeno 25°C. La strada è un po’ lunga e decisamente densa di curve ma la facciamo senza intoppi, incontrando solo una manciata di automobilisti in discesa.

La vegetazione muta tre volte, si passa dalle palme alle conifere e, infine, a dei bassi cespuglietti, unici ignari testimoni del fatto che ci troviamo sulla Terra e non su Marte. Sì perché l’affascinante paesaggio rosso e brullo ha un che di “alieno”.

Ore 17:00: arrivo all’Osservatorio del Roque de Los Muchachos, 2400 metri sul livello del mare, sole accecante e grande emozione appena ci si rende conto di essere giunti a destinazione; una delle prime cupole che si vedono è quella del Nordic Optical Telescope (NOT) dei nostri colleghi scandinavi. E poi ecco il Gran Telescopio Canarias, chiamato anche GranTeCan, coi suoi 10,4 metri di diametro e finalmente, più in alto ancora, il nostro Telescopio Nazionale Galileo (TNG) riconoscibile per la sua tipica cupola ottagonale!

Prima tappa alla Residencia, hotel e mensa di proprietà dell’Istituto Astrofisico delle Canarie (IAC) che sorge a poco lontano dal TNG, dove prendiamo possesso delle nostre stanze. Si ha la sensazione di essere veramente sul tetto del mondo, perché sotto di noi c’è un mare di nuvole. Un leggero malessere, come un capogiro, a causa degli effetti del brusco cambiamento di quota sulla pressione sanguigna, che però passa in cinque minuti dopo qualche biscotto e un buon caffè caldo.

Ore 17:30: si riprende l’auto e si sale verso il TNG. Ma subito è troppo forte la tentazione, nonostante i divieti di accesso, di andare a vedere da vicino MAGIC, il Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope. Si tratta del più grande telescopio gamma al mondo. Costruito e gestito da un consorzio di scienziati in prevalenza italiani, tedeschi e spagnoli, consiste di due grandi paraboloidi di 17 metri di diametro ed è in grado di rivelare raggi gamma di origine extraterrestre per studiare l’origine dei raggi cosmici e altri fenomeni di fisica e di astrofisica. Il primo paraboloide ha iniziato la raccolta dati nel 2004; il telescopio gemello, a 85 m dal primo, nel giugno 2009.

Sono splendidi con il paesaggio, i caseggiati e gli altri oggetti intorno che vi si specchiano rovesciati e con le proporzioni sfalsate.

Ed ecco finalmente che arriviamo al TNG (Telescopio Nazionale Galileo) riconoscibilissimo proprio per la sua cupola diversa dalla altre, squadrata e ottagonale. Abbiamo chiesto lumi di questa particolare conformazione al Direttore della Fondazione Galileo Galilei TNG, Emilio Molinari: “La cupola del TNG è stata copiata da quella del New Technology Telescope (NTT) in Cile, progettata per lasciare che l’aria esterna entri seguendo un flusso laminare, ossia creando la condizione migliore per la stabilità termica degli specchi e la qualità delle immagini. Insomma, tutto progettato per migliorare quello che chiamiamo seeing di cupola cioè quelle micro-turbolenze che degradano la visione perfetta del nostro specchio ad ottica attiva. Un’unica pecca: in tutti quegli interstizi, sulla copertura esterna, d’inverno col brutto tempo, il ghiaccio si blocca un giorno in più del normale! Ma questo nell’arido deserto cileno non lo potevano sapere.”

Ci troviamo ora a 2387 metri sul livello del mare ad appena 350 metri più in alto di MAGIC dove tira un vento incredibile che spalanca i portelloni dell’auto e sembra che ti porti via! Sotto si vede, già aperta, la cupola del GranTeCan. Ancora qualche fotografia e si entra.

Caterina e Sabrina davanti al TNG. Crediti e copyright: Sabrina Masiero/FGG-TNG.

Sono le 18:40. Saliamo in cupola dove troviamo Daniele Carosati, operatore al telescopio della Fondazione Galileo Galilei (FGG), che sta aprendo la cupola e ci fa salire spiegandoci che c’è qualche problemino perché i motori che aprono le paratie sono andati fuori fase e quindi è necessario fare un intervento manuale. Che sia stato El Duende del TNG? El Duende, letteralmente il Folletto, è una figura fantastica immaginata dagli astronomi quando si manifestano dei fenomeni improvvisi di questo tipo. Chissà! Niente di male, anzi, per noi è un’occasione per visitare la cupola del TNG. Bellissima esperienza, nonostante il vento freddo che soffia a 40 chilometri orari!

Approfittiamo quindi per perlustrare l’edificio a 3 piani, a partire dal piano più alto dove si trovano le due zone corrispondenti ai fuochi Nasmyth del TNG, con i collegamenti ai diversi strumenti del telescopio passando al piano del basamento del telescopio, una parte cilindrica che racchiude il pilastro centrale.  Attenzione: bisogna seguire sempre le frecce per non perdere l’orientamento quando la cupola sta girando!  Infine, scendiamo al piano terra, dove trovano posto le officine e la sala di controllo da cui astronomi e operatori gestiscono le osservazioni.

Ore 19:30: tutto pronto, si parte! Ci troviamo ora nella control room, con l’astronomo Ennio Poretti dell’INAF di Brera, che ci spiega come all’inizio si devono far partire tutta una serie di operazioni pianificate che permettono di mettere in funzione lo strumento. Stanotte è il turno di HARPS-N (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher in North hemisphere), lo spettrografo ad alta risoluzione definito il “cacciatore di pianeti extrasolari” dell’emisfero Nord, per distinguerlo dal suo “quasi” gemello, HARPS, montato al telescopio di 3.6m dell’ESO in Cile, che opera da oltre dieci anni. HARPS-N ha visto la sua prima luce nell’aprile 2012 e l’anno scorso ha permesso di “caratterizzare” il pianeta extrasolare Kepler-78b, il pianeta più simile alla nostra Terra finora scoperto, determinandone le principali caratteristiche fisiche, quali per esempio la massa e il raggio.

Ennio Poretti dell’INAF di Brera, Sabrina Masiero dell’INAF di Padova e FGG/TNG e Caterina Boccato dell’INAF di Padova. Crediti e Copyright Sabrina Masiero/FGG-TNG.

Ora che la parte tecnica è pronta si fanno partire le operazioni scientifiche. Si controlla prima di tutto il fuoco del telescopio per non perdere tempo osservativo durante la notte.  La ricerca del fuoco e’ una procedura automatica che richiede circa 7 minuti, cercando di adeguarsi il più possibile alla situazione teorica.

Ore 19:42: con 5 minuti di anticipo sulla schedula inizia la notte osservativa. Di tanto in tanto veniamo scosse dallo squillo di una… campanella!  Che ci fa mai una campanella nella control room?  Il TNG ha appena completato una qualche operazione e allora “sveglia” l’astronomo osservatore con un tono… un po’ alto!

La lista di oggetti che lo science team di GAPS ha selezionato per questa notta prevede circa 40 stelle che sono indicate con delle sigle: Kp (known planet, pianeta noto), M (stelle di tipo M) e Mp (metal poor, stelle povere di metalli).

La percentuale di umidità nel frattempo è arrivata al 73% ma ha un trend in salita. Se si arriva all’85% si deve chiudere la cupola!

La lista di oggetti che lo science team di GAPS ha selezionato per questa notta prevede circa 40 stelle che sono indicate con delle sigle: Kp (known planet, pianeta noto), M (stelle di tipo M) e Mp (metal poor, stelle povere di metalli).

Il primo oggetto viene puntato due volte: il primo puntamento serve per calibrare il fuoco del telescopio. Il suono della campanella ci dice che il puntamento è stato completato. Una volta terminata l’operazione si passa al secondo oggetto. Si sente il telescopio muoversi alla ricerca nel cielo della seconda stella. Un pensiero va a quei pianeti attorno a stelle così lontane… Ma l’attenzione ritorna al monitor. Ora si deve riconoscere tra le stelle di campo quella di interesse selezionandola con la camera di guida. 900 secondi, pari a 15 minuti, è il tempo di esposizione (standard) adottato da GAPS  per acquisire la spettro della stella e ricavarne i valori di velocità radiale. Nel frattempo Ennio aggiorna il report della stella puntata in precedenza per evitare di dover poi far tutto in un solo colpo al mattino quando, finalmente, sarà ora di andare a riposare.

Le operazioni da compiere per ogni singola stella, come per esempio il tempo di esposizione, sono già decise in anticipo e riportate in un Observing Block che l’astronomo osservativo ha con sé e consulta sempre.

Ore 20:01: Daniele ci informa che il valore dell’umidità sta continuando a salire e che potrebbe farci chiudere la cupola per una buona parte della notte!  Siamo al 76%.

Ore 20:45: tentiamo un’uscita per contemplare il cielo a occhio nudo con una macchina fotografica in mano. Siamo travolte dall’oscurità ma la Luna ci guida verso l’edificio alto 24 metri che ospita il TNG con grande difficoltà perché il vento soffia a 12-14 m/s, più di 40 chilometri orari, e ci fa percepire i 5 °C di temperatura come fossero -7 °C! Tutto dura meno di un minuto, ma i nostri occhi fotografano l’immensità del cielo e delle nuvole oltre il dirupo. Sembra davvero di toccare le stelle!

Il Telescopio Nazionale Galileo. Crediti e copyright: Sabrina Masiero/FGG-TNG.

Nel frattempo, Ennio è arrivato a puntare il quinto oggetto della notte. Improvvisamente squilla il telefono, non la campanella… Allarmi ovunque! Chi sarà mai? Si cerca qualcuno, un tecnico, un certo Miguel. Daniele continua il monitoraggio, si arriva a valori di umidità pari a 84%. Rischio chiusura cupola TNG in vista!

Ore 21:00: l’umidità scende a 80%, tiriamo un sospiro di sollievo. Il puntamento della stella MP10 mostra chiaramente la presenza di una stella compagna. Per esserne certi, Ennio consulta il database degli oggetti GAPS e nota che la stella in questione non era mai stata osservata. Siamo testimoni della prima osservazione compiuta con HARPS-N di questo sistema binario! Un qualunque catalogo stellare, come SIMBAD, permette di avere tutte le informazioni utili sulla stella che si sta puntando.

“Gli oggetti da osservare possono avere priorità alta o bassa”, ci spiega Ennio Poretti. “Per ciascuna notte è stabilita una schedula delle osservazioni che può essere modificata dall’osservatore sulla base del seeing del momento, dell’altezza e della magnitudine della stella.”

Ore 21:08: per la prima volta ho il privilegio di fare il puntamento della stella M44 che viene accompagnata da pop corn che Daniele ha preparato, caldi… Buonissimi!

Ore 21:15: l’oggetto puntato è una stella doppia, ma ben tre sono le stelle nel campo di vista e per individuare la nostra stella si deve usare un direttorio che contiene tutti i cataloghi, le cartine, i report delle osservazioni GAPS compiute nel corso del tempo. Selezionando la cartina della stella in esame conservata in questo direttorio possiamo individuare in modo univoco la stella e quindi puntarla!

Ore 21:48: umidità al 76%, meno male, sta scendendo! Le osservazioni continuano.

Ore 23:16: Ennio e Daniele si mettono a parlare animatamente. Gli chiediamo se vi è qualche problema nelle osservazioni. L’astronomo dice di no, ma avendo valutato che c’è un po’ di tempo in più vale la pena osservare un oggetto che si trova in un ammasso aperto. Ennio si chiede perché non sia  in schedula per quella notte e decide di fare un collegamento Skype con il chair del progetto GAPS, Isabella Pagano, dell’INAF di Catania. Collegamenti via Skype o via e-mail fra l’osservatore e gli altri membri GAPS sono frequenti. Ad esempio, nella notte precedente, ci racconta Ennio, uno scambio di messaggi col Principal Investigator della proposta osservativa, Alessandro Sozzetti dell’INAF di Torino, ha permesso il preciso riconoscimento di due stelle vicine, una “appartenente” a GAPS e l’altra a un altro programma,  quindi assolutamente non puntabile dall’astronomo osservatore GAPS.

Ore 23:35: Mentre si parte col puntamento Daniele Carosati si accorge che l’interfaccia dell’auto guida è congelata, in pratica i monitor dei pc sono piantati. Capiamo che la situazione si sta congelando anche in sala controllo. I due si guardano e convengono che sia meglio “abortire l’operazione per ammazzare l’interfaccia”. Ci guardiamo anche noi e decidiamo che, visti i toni, è giunto il momento di porre fine alla nostra notte osservativa e di andarcene a dormire.

In realtà la cosa si risolve in pochi minuti. Durante le notti di osservazione capita spesso di dover far fronte a piccoli problemi strumentali/informatici che di solito si risolvono senza danni. La notte è andata a buon fine con il 100% degli oggetti in lista osservati! Tutto questo lo abbiamo naturalmente saputo leggendo il report che a fine notte l’osservatore GAPS deve compilare per informare gli altri membri e che, solitamente, arriva verso le 8 – 8:30 del mattino.

Il Gran Telescopio Canarias (GTC, o GranTeCan) di 10,4 metri di diametro, il piu’ grande telescopio ottico/infrarosso. Fa parte dell’Osservatorio del Roque de Los Muchachos. Crediti e copyright: Sabrina Masiero/FGG-TNG.

Il giorno dopo splende ancora il Sole, si va in visita al GanTeCan che con il suo specchio di 10 metri di diametro, ha una struttura veramente notevole.

Ore 12:00. Si riparte per tornare a Santa Cruz. Ciao TNG, ciao Roque e ciao paesaggio marziano!

Caterina e Sabrina
Foto © Sabrina Masiero (INAF – Osservatorio Astronomico di Padova e Fundacion Galileo Galilei -Telescopio Nazionale Galileo FGG-TNG)

Pubblicato su Media INAF:
Una notte al TNG – prima parte: http://www.media.inaf.it/2014/02/18/una-notte-al-tng/
Una notte al TNG – seconda parte: http://www.media.inaf.it/2014/02/19/una-notte-al-tng-2/