Sulla cima di una montagna schiacciata nel deserto di Atacama in Cile, uno dei più grandi telescopi del mondo può aiutare gli scienziati a rispondere alla domanda secolare: "C'è vita là fuori?" Attualmente in costruzione e in procinto di diventare operativo all'inizio del prossimo decennio, il Gigante Magellan Telescope (GMT) ha spinto gli scienziati a innovare e creare nuove tecnologie nella loro ricerca per vedere gli oggetti più deboli e distanti nell'universo.
Per la posizione del telescopio, gli scienziati hanno scelto l'Osservatorio di Las Campanas, situato in un'area senza inquinamento luminoso e con tempo sereno per più di 300 giorni all'anno in media. Un consorzio di dieci università e centri di ricerca, incluso il Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian, si sta avvicinando per coprire il prezzo di $ 1 miliardo del telescopio. (Al termine, il suo budget operativo annuale sarà di circa $ 36 milioni.)
"La sfida per la costruzione di questo telescopio è che volevamo avere un grande specchio primario", afferma Charles Alcock, direttore del Harvard-Smithsonian Center. "Le ragioni per cui questi specchi devono essere grandi sono perché stiamo cercando oggetti molto deboli." Molto grande è un eufemismo; mentre lo specchio principale del telescopio spaziale Hubble ha un diametro di otto piedi, il GMT misurerà più di ottanta piedi. A dieci volte il diametro di Hubble, renderà anche le immagini di cose come pianeti distanti che transitano di fronte alle stelle dieci volte più nitide. Una volta completato, il recinto del GMT sarà alto 22 piani e comprenderà un'area delle dimensioni di tre campi da calcio.
La costruzione di questi enormi specchi sta avvenendo a oltre 7.000 miglia dal Cile, presso lo Steward Observatory Mirror Lab, situato sotto lo stadio di calcio dell'Università dell'Arizona. Sotto la direzione del professore di astronomia J. Roger P. Angel, una squadra gira i leggeri specchi a nido d'ape del GMT, chiamati per il loro aspetto a motivi geometrici. La maggior parte dei telescopi contiene due specchi, ma Angel e il suo team ne usano sette. Lo specchio primario conterrà sette pezzi di vetro individuali, ciascuno del peso di 20 tonnellate. Sei specchi esterni curvi circonderanno quello primario, creando ciò che Alcock del Centro Harvard-Smithsonian descrive come "una forma unica nella storia del design degli specchi di precisione". I sette specchi si uniranno come un mosaico e fungeranno da unico grande specchio con un unico focus.
Man mano che i telescopi diventano più grandi, anche gli specchi devono farlo. Angel decise di compiere la sua missione perché, dice, "Il settore manifatturiero del vetro non lo aveva affrontato affatto". La progettazione di questi specchi è avvenuta nel corso di diversi decenni e ha reso possibile il GMT. Angel dice che se le sue controparti aliene stanno usando i telescopi per osservare la Terra, "Mi piace immaginare che stiano usando specchi simili a noi".
Lo specchio a nido d'ape è la tecnologia essenziale dietro i super-telescopi che stanno portando gli scienziati più lontano che mai. Il Large Binocular Telescope in Arizona, dedicato nel 2004, utilizza specchi a nido d'ape, così come il Multiple Mirror Telescope (MMT), sempre in Arizona. Il MMT è entrato in funzione negli anni '70 e Angel lo ha dotato di un nuovo specchio nel 1992. Gli scienziati preferiscono quegli specchi perché tendono a raffreddarsi di notte, a differenza di altri tipi che rimangono caldi e causano effetti scintillanti che rovinano le immagini.
Dopo sei anni di innovazione tecnologica, Angel's lab ha completato il primo mirror GMT nel 2012. Il team ora ha quattro mirror in varie fasi di sviluppo, con un massimo di 30 persone che lavorano su ciascuna. "La sfida più grande [è] quella di essere assolutamente sicuri di averlo giusto quando è una forma così difficile", afferma Angel. Dall'Arizona, gli specchi completati viaggeranno in autostrada - un fattore che ne limitava le dimensioni - fino a una barca diretta in Cile. Angel sta aspettando il completamento e il collaudo del secondo mirror prima di iniziare le spedizioni.
"Il Giant Magellan Telescope è piuttosto interessante perché è probabilmente, più di qualsiasi altro telescopio che abbiamo mai costruito, basato sulla tecnologia moderna", ha dichiarato l'astrofisico e vincitore del premio Nobel 2011 Brian Schmidt ad un evento Smithsonian all'inizio di questo mese. “Ha laser, ha questo sistema di ottica adattabile. Ha costruito tutto questo insieme. ”Schmidt fa parte della facoltà della Australian National University, parte del consorzio GMT.
Schmidt e gli altri scienziati hanno grandi speranze che mettere in funzione il GMT sarà un successo. Fortunatamente per loro, a differenza del telescopio spaziale Hubble, il GMT ha il vantaggio di essere basato sulla Terra, qualora dovessero sorgere problemi lungo la linea.
"Il vero trucco sono gli strumenti", afferma Andrea Dupree, un astrofisico presso il Centro Harvard-Smithsonian. "Tutto ciò che fa un telescopio è raccogliere la luce e lanciarla su uno strumento ed è qui che si fanno progressi tecnologici."
Con il GMT, gli scienziati avranno abbastanza luce per fotografare pianeti lontani e forse anche conoscere le loro atmosfere. Se scoprono segni di ossigeno, allora trovare altre forme di vita potrebbe non essere lontano. Le enormi dimensioni del telescopio consentiranno inoltre agli scienziati di conoscere la materia oscura e rispondere alle domande su quando e come si sono formate le prime stelle. "La capacità di attraversare ed esplorare quelle prime stelle, questa è certamente una delle cose che voglio davvero fare con il Giant Magellan Telescope", ha detto Schmidt all'evento.
Gli scienziati investiti nel futuro del GMT concordano tutti sul fatto che è difficile prevedere il tipo di domande sull'universo a cui la loro nuova tecnologia potrebbe rispondere. "Le scoperte più interessanti saranno inaspettate", afferma Dupree.
