La prima luce di 4MOST
Il telescopio dell'ESO VISTA e il suo strumento 4MOST. Crediti: AIP/A. Saviauk
Nel fine settimana, lo strumento Multi-Object Spectroscopic Telescope (4MOST), una nuova e avanzata facility fibre-fed per le survey spettroscopiche, ha completato con successo le sue prime osservazioni in cielo. Installato sul Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA), un telescopio dell'ESO in Cile, 4MOST è la più grande struttura del suo genere per l'osservazione dei cieli australi. Si prevede che catturerà e analizzerà la luce di oltre 25 milioni di oggetti celesti nei suoi primi cinque anni di attività, per svelare la nostra storia galattica, esplorare i misteri della materia oscura e indagare l'origine delle stelle, tra i molti altri obiettivi scientifici.
Questo strumento è progettato per catturare simultaneamente la luce di migliaia di oggetti cosmici, utilizzando oltre 2400 sottili fibre ottiche, ciascuna delle dimensioni di un capello umano, nel suo amplissimo campo di vista di 4.2 gradi quadrati. La luce raccolta viene convogliata in tre spettrografi separati, che la scompongono per più di 2 mila ogetti celesti simultaneamente (nella banda della luce visibile, dal viola al rosso), fornendoci spettri individuali. Dalla loro analisi, gli astronomi possono ricavare le proprietà delle sorgenti cosmiche osservate, tra cui la loro composizione chimica, la velocità e la distanza.
"Gli astronomi chiedevano da tempo una facility come 4MOST", afferma Joar Brynnel, Project Manager di 4MOST presso il Leibniz Institute for Astrophysics di Potsdam (AIP), in Germania, l'istituto che guida il consorzio dello strumento. Il numero di oggetti che 4MOST può osservare contemporaneamente, l'ampio campo visivo (equivalente all'area apparente di 16 Lune piene) e l'elevato numero di colori spettrali che può registrare simultaneamente rendono lo strumento davvero unico.
Il Principal Investigator (PI) di 4MOST è Roelof de Jong dell’AIP, mentre Rosanna Sordo, dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova è Project Scientist per la scienza Galattica di 4MOST. Questa struttura all'avanguardia non solo migliorerà la conoscenza della nostra galassia, ma scruterà anche più lontano, in diverse galassie, per ricostruire come si formano ed evolvono. Osservando galassie distanti, 4MOST ci aiuterà anche a comprendere meglio la materia oscura, una forma invisibile di materia che permea le galassie e lo spazio tra di esse. Lo strumento sarà anche utilizzato per studiare l'evoluzione dell'Universo stesso, indagando come si espande e cambia nel tempo.
Per ottenere questi ambiziosi risultati, seguendo le raccomandazioni del Public Survey Panel (PS) e dell’Observing Programmes Committee (OPC), l’ESO ha selezionato 15 campagne osservative che verranno condotte con lo strumento 4MOST nei primi cinque anni di attività. Tra le survey selezionate, tre vedono il coordinamento e la guida scientifica dell’INAF e coinvolgono ricercatori e ricercatrici delle strutture di Padova, Bologna, Milano, Firenze, Napoli, Catania e Palermo.
Stellar Clusters in 4MOST, una survey galattica, ha come PI le ricercatrici INAF Sara Lucatello dell’Osservatorio Astronomico di Padova, Angela Bragaglia dell’Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna, Antonella Vallenari dell’Osservatorio Astronomico di Padova. “Con 4MOST studieremo gli ammassi stellari della nostra Galassia in modo sistematico come mai prima d’ora”, commenta Lucatello. “Osserveremo più di 100 mila stelle distribuite in migliaia di ammassi giovani, aperti e globulari, ricostruendone la composizione chimica e i movimenti. Questi dati ci permetteranno di capire come gli ammassi si formano, evolvono e si dissolvono, e quale ruolo abbiano avuto nel costruire le diverse componenti della Via Lattea. Sarà un passo decisivo per calibrare i modelli di evoluzione stellare e ricostruire la storia della nostra Galassia con una precisione senza precedenti”.
The 4MOST Survey of Young Stars (4SYS), anch’essa una survey galattica, ha come PI Giuseppe Germano Sacco, in forza all’INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, che dice: “4MOST è uno strumento incredibilmente innovativo che avrà un impatto notevole non solo sull’astronomia Galattica ed Extragalattica, ma anche sulla maniera di gestire grandi campagne osservative di spettroscopia. Noi osserveremo circa 100 mila stelle giovani a una distanza di circa 1.500 anni luce, per comprendere meglio i processi che portano alla formazione di stelle come il Sole e di sistemi planetari analoghi al nostro. Anche se da remoto, ho avuto la fortuna di assistere in diretta alla prima luce di 4MOST. È un momento emozionante soprattutto se si pensa a tutti gli uomini e le donne che da ormai 15 anni lavorano alla realizzazione di questo progetto. Come scienziato, sento la responsabilità di sfruttare al meglio questo meraviglioso strumento, frutto di tanto lavoro”.
Marcella Longhetti e Angela Iovino, dell’INAF- Osservatorio Astronomico di Brera sono le PI della survey extragalattica 4MOST-StePS: a Stellar Population Survey using 4MOST. Le due ricercatrici sottolineano che “la survey 4MOST-StePS osserverà circa 3 mila galassie, ottenendone spettri di altissima qualità e con un’ampia copertura spettrale, dall’ultravioletto fino all’intero range ottico. Ciascuno di questi spettri permetterà di esplorare la storia passata di queste galassie, ricostruendo come siano evolute negli ultimi 8 miliardi di anni, quando l’Universo era a circa metà del suo percorso evolutivo. Sarà così possibile scoprire l’età delle stelle che le popolano, la loro composizione chimica e le condizioni del gas in esse contenuto, tracciando con precisione la loro evoluzione nel tempo”.
Inoltre, la survey galattica 4MOST survey of dwarf galaxies and their stellar streams (4DWARFS): small but fundamental ha come PI Asa Skuladottir, dell’Università degli Studi di Firenze e associata INAF. “La nostra Via Lattea è circondata da galassie nane satelliti più piccole. Alcune di queste galassie nane sono attualmente in fase di distruzione, lasciando una scia di stelle nel cielo”, dice Skuladottir, che prosegue: “Grazie allo strumento 4MOST, che può osservare fino a 2400 stelle contemporaneamente, possiamo per la prima volta studiare sistematicamente queste piccole galassie antiche in tutto il cielo australe, all'interno della più grande survey del suo genere: 4DWARFS. Studiando queste galassie nane, possiamo scoprire di più sulla formazione stellare più antica, sulla materia oscura e sulla formazione della nostra Via Lattea. La prima luce è molto emozionante, poiché segna l'inizio di questo nuovo strumento, progettato e costruito da centinaia di ingegneri e astronomi. Nei prossimi 5 anni otterremo milioni di spettri che ci aiuteranno a rispondere a domande in vari campi dell'astronomia, sia galattica che extragalattica”.
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