La radioastronomia è una branca dell’astronomia che si occupa dello studio degli oggetti celesti attraverso l’osservazione delle onde radio che essi emettono. Mentre l’astronomia tradizionale utilizza la luce visibile, la radioastronomia si concentra su una porzione diversa dello spettro elettromagnetico formato dalle cosiddette onde radio.
Principali caratteristiche della radioastronomia:
- Onde radio: Le onde radio hanno lunghezze d’onda che vanno da millimetri a chilometri. Possono attraversare polveri e gas cosmici che bloccano la luce visibile, permettendo di osservare regioni dell’universo altrimenti inaccessibili.
- Radiotelescopi: Gli strumenti utilizzati in radioastronomia sono chiamati radiotelescopi. Essi consistono in grandi antenne che captano le onde radio provenienti da fonti cosmiche.
- Fenomeni: Grazie alla radioastronomia, è possibile studiare fenomeni come le pulsar (stelle di neutroni che emettono onde radio), le galassie attive, le quasar e l’emissione di gas interstellare, nonché la radiazione cosmica di fondo (una radiazione residua del Big Bang).
Importanza della radioastronomia:
- Sviluppo della cosmologia: La radioastronomia ha fornito prove chiave per comprendere l’origine e l’evoluzione dell’universo, come la scoperta della radiazione cosmica di fondo.
- Indagine di oggetti non visibili: Permette di studiare oggetti celesti che non emettono luce visibile, o che si trovano in regioni oscurate da polveri cosmiche, offrendo una visione più completa del cosmo.
- Scoperte fondamentali: Grazie alla radioastronomia sono state scoperte nuove classi di oggetti astronomici, come le pulsar, e si è potuto mappare la distribuzione dell’idrogeno neutro nella Via Lattea: la radioastronomia amplia la nostra comprensione dell’universo osservando segnali che gli strumenti ottici tradizionali non possono rilevare.
La radioastronomia è piuttosto recente rispetto all’astronomia ottica, essendo nata nel XX secolo ed è legata allo sviluppo delle tecnologie radio, che hanno permesso di esplorare nuove porzioni dello spettro elettromagnetico.
- 1931 – Karl Jansky e la scoperta delle onde radio cosmiche: La radioastronomia nacque ufficialmente nel 1931, quando l’ingegnere americano Karl Jansky, che lavorava per i Bell Telephone Laboratories, scoprì per caso onde radio provenienti dallo spazio. Jansky stava studiando l’interferenza radiofonica per le comunicazioni transatlantiche e rilevò un segnale proveniente dalla Via Lattea, in particolare dalla direzione del centro galattico. Questa scoperta fu rivoluzionaria, dimostrando che lo spazio emette onde radio.
- 1937 – Grote Reber costruisce il primo radiotelescopio: Dopo la scoperta di Jansky, l’astronomo amatoriale americano Grote Reber fu il primo a costruire un vero radiotelescopio nel suo cortile di casa. Il suo strumento, con un’antenna parabolica di 9 metri di diametro, consentì a Reber di mappare la distribuzione delle emissioni radio della nostra galassia e scoprire che queste provenivano anche da altre regioni del cielo.
- Durante la Seconda Guerra Mondiale, molti progressi furono fatti nella tecnologia radar, che si rivelarono cruciali per il successivo sviluppo della radioastronomia. Alla fine della guerra, molti scienziati e tecnici addestrati nei radar si dedicarono alla ricerca astronomica.
- 1946 – Rilevamento del Sole: Dopo la guerra, si cominciò a studiare il Sole attraverso le onde radio, scoprendo che emette intensi segnali radio, specialmente durante le eruzioni solari.
- 1951 – Mappatura dell’idrogeno neutro: Gli astronomi olandesi Hendrik van de Hulst e Jan Oort teorizzarono e poi rilevarono le onde radio a 21 cm di lunghezza d’onda, emesse dall’idrogeno neutro nello spazio interstellare. Questo permise di mappare la struttura della nostra galassia e di altre galassie, poiché l’idrogeno neutro è il componente più abbondante nel cosmo.
- 1950-1960 – Scoperta delle radio galassie e dei quasar: Negli anni ’50 e ’60 si scoprirono le radio galassie, galassie che emettono potenti onde radio, e successivamente i quasar (quasi-stellar radio source), tra gli oggetti più luminosi e potenti dell’universo, situati a grandi distanze cosmiche.
- 1963 – Scoperta delle pulsar: Nel 1967, gli astronomi britannici Jocelyn Bell e Antony Hewish scoprirono i primi segnali radio intermittenti provenienti da pulsar, stelle di neutroni che ruotano rapidamente ed emettono onde radio regolari. Questo fu un passo fondamentale per comprendere la morte delle stelle massicce e l’evoluzione stellare.
- Nel 1965, due ingegneri della Bell Labs, Arno Penzias e Robert Wilson, scoprirono per caso una debole radiazione uniforme proveniente da ogni direzione del cielo, a una lunghezza d’onda di circa 7 cm. Questa fu identificata come la radiazione cosmica di fondo, un residuo del Big Bang. Questa scoperta confermò la teoria dell’espansione dell’universo e diede un forte sostegno al modello del Big Bang.
- Negli ultimi decenni, la radioastronomia ha continuato a espandersi con la costruzione di strumenti sempre più sofisticati:
- Very Large Array (VLA), inaugurato nel 1980, è uno dei più grandi radiotelescopi al mondo, formato da 27 antenne in New Mexico, che lavorano in sincronia per formare un telescopio virtuale di grandezza continentale.
- SKA (Square Kilometre Array), un progetto in fase di costruzione, sarà il più grande radiotelescopio mai costruito, con una sensibilità senza precedenti per esplorare l’universo primordiale.
Contributi alla scienza:
Grazie alla radioastronomia, sono stati fatti enormi progressi nella comprensione dell’universo:
- Mappatura delle galassie e della materia oscura.
- Studio dei buchi neri supermassicci e dei loro getti di plasma.
- Approfondimento della conoscenza delle esplosioni di supernovae e dei resti stellari.