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Hubble, compie trent’anni l’occhio dell’umanità sull’Universo

Le comete, le galassie, le supernova: dopo mille problemi, il telescopio spaziale partito nel 1990 ci ha mostrato un universo del tutto sconosciuto

di Leopoldo Benacchio

Le dimensioni dell'Universo

6' di lettura

Hubble Space Telescope, HST, compie 30 anni questo mese. È infatti partito dalla Terra il 24 aprile 1990, a bordo di uno Space Shuttle che lo ha portato nella sua orbita, dove ancora è, a più di 500 chilometri dal pianeta.

In questi 30 anni, uno dopo l'altro, ha rivoluzionato praticamente tutti i comparti della astronomia ottica, quella che appunto osserva l'universo nella luce visibile, che anche noi vediamo con gli occhi. Ha indagato il sistema dei pianeti del nostro Sole, ci ha regalato la fantastica immagine della cometa Shoemaker Levy che cade e si disintegra dentro il gigantesco Giove, ha svelato nella nostra Galassia le gigantesche zone di gas e polveri dove si formano le stelle, i cocoon stellari, i bozzoli, sono una delle immagini più emozionanti della storia dell'umanità.

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Ma è ancora poco: con una nitidezza senza precedenti ci ha fatto vedere gli ammassi di stelle, le galassie vicine con i loro bravi buchi neri al centro, non visti ovviamente ma intuiti dalle zone circostanti di materia che viene inghiottita da quest'incredibile oggetto celeste, quasi un vortice di passaggio fra il nostro mondo e chissà quale altro.

La distanza delle stelle

Parliamo poi delle galassie più lontane, di quelle parti dell'universo dove ogni singolo puntolino nell'immagine è un mondo primordiale, una galassia dove si stanno formando miliardi di stelle, e dove già si vede la firma dell'acqua nella luce che ce ne arriva, fioca, anzi debolissima, ma misurabile.

Hubble ci ha cambiato la vita, anche a noi comuni mortali, facendoci vedere un universo bello, sgargiante, colorato, violento ma stupendo come mai nessuna generazione non solo aveva visto ma neppure immaginato e per questo è stato ribattezzato in tanti modi, forse il più suggestivo è: l'occhio dell'umanità sull'universo. Altro che musica delle sfere e armonia dei cieli quindi, ma esplosioni mostruose, neppure immaginabili, scontri violenti e distruzioni accanto a ripartenze dal nulla.

Certo è così ma la parola che abbiamo usato sopra, misurabile, è la chiave di volta per capire che Hubble Space Telescope è, in primis, uno strumento scientifico e la scienza si basa sulle misure, sui numeri, quelli che noi chiamiamo dati, ma che in definitiva sono numeri con una unità di misura accanto.

Questo meraviglioso telescopio della classe 2 metri, pensato fin dai tempi della Seconda Guerra mondiale da qualche sognatore ma ideato negli anni '70 del secolo scorso, doveva servire soprattutto per migliorare il valore della costante di Hubble, quel numero che ci dice con quale velocità l'universo si sta espandendo.

Lo doveva fare misurando in modo molto accurato degli indicatori di distanza, come le stelle variabili RR Lyrae, veri fari campione delle distanze cosmiche: se so quanto è intrinsecamente brillante una stella, e per questa classe particolare lo posso dire, e vedo quanto più debole la osservo, allora posso capire quanto distante è. Come vedere i fari di una macchina che si conosce da distante e intuirne la distanza.

Questo lo ha fatto ovviamente, e i soldi spesi, si pensa 5 miliardi di dollari per arrivare al lancio e più di 12 in tutto a oggi, li ha ripagati abbondantemente anche solo con questa misura, che ha migliorato le basi della fisica che regola anche le nostre vite. Pesa circa 11 tonnellate, lungo 13.2 con un diametro di 4.2 e viaggia a 28000 km/h, impiegando quindi 97 minuti per completare un'orbita, 500 sono i gigabytes di dati che ci invia in un mese .

Trent'anni di Hubble

Trent'anni di Hubble

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Avvio disastroso

Gli inizi di Hubble Space Telescope, nato da una collaborazione fra le Agenzie spaziali americane ed europea, Nasa ed Esa, furono disastrosi. Dopo anni di attesa, prove e soldi spesi, si rischiò il fallimento totale proprio in questi giorni di 30 anni fa, e non fu uno scherzo uscirne.

Doveva infatti partire nel 1986, ma dopo la terribile disgrazia del Challenger, lo Space Shuttle che esplose proprio quell'anno a poco più di 1 minuto dopo il decollo, ci fu un fermo di tutte le attività. Quattro anni in panchina.

Il lancio nell'aprile 1990 fu rimandato una prima volta, a pochi secondi dal via un guasto a un generatore provocò il fermo in emergenza, per fortuna i sistemi di sicurezza funzionarono. «Una situazione veramente stressante. Si tornò a casa depressi e il lancio del 24 aprile lo seguimmo solo in diretta dalla sede di Monaco di Baviera», ricorda Piero Benvenuti, oggi professore emerito dell'Università di Padova e allora responsabile per la European Coordinating Facility a Monaco di Baviera, il Centro per il coordinamento della partecipazione europea.

Altro segnale negativo fu dato dai pannelli solari, che non si aprivano srotolandosi, e già gli astronauti si preparavano ad uscire per risolvere di persona. »Poi per fortuna il malfunzionamento si risolse da solo».

Le disavventure superate

La maledizione continuò e arrivò la mazzata che poteva distruggere le speranze di migliaia di scienziati: la forma dello specchio, 2.4 metri di diametro, era sbagliata per pochi millesimi di millimetro, una quantità risibile per noi nella vita di ogni giorno ma enorme, se non mostruosa, in ottica. Arrivavano immagini sfuocate, non utilizzabili, anche se, come prosegue Benvenuti, si intravedeva già l'incredibile vantaggio di poter osservare al di fuori dell'atmosfera.

Riccardo Giacconi, allora energico Direttore dello Hubble Space Institute di Baltimora e poi premio Nobel per la Fisica nel 2002, prese in mano la situazione e, lottando da par suo, era un leone quando si metteva, contro il parere di gran parte dei dirigenti Nasa formò un “tiger committee”, di cui Benvenuti fu membro, assieme ad astronomi, astronauti, ottici. Scopo: risolvere il problema.

Una missione impossibile, ma, come a volte avviene, la fortuna, e l'intelligenza in questo caso, aiuta gli audaci. Grandi e generosi astronauti, che si offrirono volontari, la missione era “no rescue”, ossia senza possibilità di recupero in caso avessero avuto problemi, inserirono un correttore nel telescopio in orbita, Costar, e tutto tornò come doveva essere.

Gli strumenti poi, cambiati ben 5 volte in questi 30 anni, avevano già questa lente correttrice e il disastro sfiorato restò un ricordo che solo chi visse quei momenti di paura oggi ricorda.

Dalla galassia alla supernova

Nel 1991, dopo la riparazione, la prima pubblicazione scientifica su dati HST, che per la cronaca riguarda la galassia NGC 7457, nel novembre 1992 si scopre un buco nero notevole al centro della galassia NGC 4261 e finalmente, nel 1993 la prima misura che cambia veramente le carte in tavola: la distanza precisa di M31, galassia ben nota, permette di ritarare la scala delle distanze cosmiche aiutandoci a capire meglio dove siamo e quanto siamo distanti dalle altre galassie, che a miliardi popolano l'universo.

Praticamente ogni anno HST ci ha poi regalato scoperte impressionanti, ci ha permesso di studiare, per la prima volta nella storia, una supernova, 1987 A, nel suo divenire, ci ha mostrato stelle di tutti i tipi in tutti gli stati della loro evoluzione, da quando si formano dalla polvere e dal gas cosmici a quando terminano la loro evoluzione, esplodendo o dilatandosi o semplicemente spegnendosi e poi galassie fino ai confini del Big Bang.

Difficile dire quale sia “la” immagine più importante presa in questi 30 anni, certamente la campagna, iniziata addirittura nel 1995, per la acquisizione del primo Hubble Deep Field, campo celeste profondo, è fra le medaglie d'ora dell'astrofisica recente. Costato decine e decine di ore di esposizione del telescopio ci mostra un'immagine in cui, a centinaia e migliaia di piccoli punti luminosi quasi impercettibili, le galassie sempre più lontane popolano l'universo primordiale. È un'area di cielo grande come l'unghia di un pollice vista a braccio teso e da allora darà da lavorare a centinaia di astronomi in tutto il mondo per anni.

L'altra medaglia d'oro è senz'altro la scoperta, iniziata a terra ma cui HST ha dato conferma fondamentale, dell'espansione dell'universo che è accelerata, non costante, un fatto tuttora non compreso a fondo e che ha fatto venire l'emicrania a tutti i cosmologi, quegli astrofisici che tentano di capire come è fatto l'universo nel suo complesso, missione forse impossibile, ma su cui l'umanità continua a cimentarsi fin dal tempo di Aristotele.

Buon compleanno Hubble Space Telescope, resta ancora con noi.

Riproduzione riservata ©

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