Concludiamo questa serie di articoli sulla radiazione visibile con una panoramica delle più importanti osservazioni nell’ottico compiute dagli astronomi nel corso dei secoli. Galileo, con il suo cannocchiale, fu in grado di osservare Giove con i suoi quattro satelliti principali (Io, Callisto, Ganimede ed Europa) e i crateri e i mari lunari. Da allora, come visto nei precedenti articoli, vi fu un lento ma inesorabile miglioramento degli strumenti astronomici che consentì l’osservazione di oggetti sempre più distanti e con una ricchezza di dettagli maggiore. Circa sessant’anni dopo le scoperte di Galileo, Christian Huygens, matematico, fisico e astronomo olandese, nel 1665, scoprì gli anelli di Saturno e la sua luna principale, Titano. Huygens, oltre ad essere stato un grande astronomo, inventò l’orologio a pendolo, costruì telescopi di prim’ordine e propose la teoria ondulatoria della luce. Dedicata a lui è la sonda dell’ESA (European Space Agency) che il 14 gennaio 2005 è atterrata su Titano per studiarne l’atmosfera e la superficie. Nello stesso anno, Giovanni Domenico Cassini scoprì la cosiddetta divisione Cassini, una sorta di breccia o interruzione tra gli anelli di Saturno e, successivamente, osservò altre sue lune.
Nel 1696, l’astronomo Edmund Halley, membro della Royal Society, osservò la famosa cometa che prenderà il suo nome. In particolare, si accorse che le comete individuate nel 1531, 1607, 1682 e quella appena scoperta avevano orbite molto simili. Concluse che in realtà si trattava dello stesso oggetto, il quale periodicamente, ogni 76 anni, ritornava nel Sistema Solare. La cometa di Halley fu, così, la prima cometa periodica mai individuata.
Nel 1774, il francese Charles Messier pubblicò un celebre catalogo, molto conosciuto soprattutto dagli appassionati di osservazione astronomica, che prende il nome di “Catalogo Messier”. Fu il primo a contenere oggetti diversi dalle stelle, come nebulose, galassie e ammassi stellari (anche se all’epoca non se ne conosceva la vera natura). Inizialmente il catalogo contava 103 oggetti. In seguito, altri astronomi lo arricchirono, portandone il numero a 110.
Sempre in quegli anni, verso la fine del ‘700, Herschel, incontrato nel precedente articolo, scoprì Urano e due dei suoi satelliti, Titania e Oberon (che prendono il nome dai protagonisti dell’opera teatrale sogno di una notte di mezza estate di William Shakespeare). Fu, inoltre, il primo ad osservare gli anelli di Urano. Successivamente, grazie al suo gigantesco telescopio da 1,2m di diametro, individuò anche due lune interne di Saturno, Mimas ed Encelado.
Anche l’800 fu un secolo ricco di nuove scoperte astronomiche. Franz Xaver von Zach, un barone ungherese, era il direttore dell’osservatorio di Seeberg, in Germania. Era convinto che tra Marte e Giove vi dovesse essere un altro pianeta. Nel settembre del 1800, selezionò 24 astronomi che lo aiutassero nella sua ricerca. Il gruppo era noto con il singolare nome di “Polizia Celeste”. Le loro ricerche, tuttavia, vennero interrotte nel gennaio del 1801 quando Giuseppe Piazzi individuò un oggetto molto simile ad una cometa proprio tra Marte e Giove. Successivamente, Herschel denominò il corpo “asteroide” e fu battezzato da Piazzi, Cerere. Nel giro di pochi anni, l’astronomo Olbers scoprì altri due asteroidi, Pallade e Vesta. Per quasi cinquant’anni furono considerati pianeti ma poi vennero riclassificai come corpi minori del Sistema Solare.
La sera del 23 settembre 1846, presso l’Osservatorio astronomico di Berlino, fu scoperto il pianeta Nettuno dall’astronomo Johann Galle e il suo assistente. Appena 17 giorni la scoperta, William Lassel individuò la luna principale del pianeta, Tritone. Lassel utilizzò le coordinate pubblicate sul Times per individuare Nettuno e il 10 ottobre, grazie al telescopio riflettore da 61cm al suo osservatorio di Liverpool, osservò la sua luna più grande. Nettuno verrà raggiunto dalla sonda Voyager 2, nel 1989, la quale, sorvolandolo, inviò le prime immagini ravvicinate rivelando che il pianeta è più ventoso del Sistema Solare.
Il ‘900, come visto nell’articolo precedente, fu il secolo dei primi grandi osservatori astronomici moderni come quello di Monte Wilson. Qui vi lavorò il celebre astronomo Edwin Hubble il quale, studiando lo spettro delle galassie, si rese conto che l’universo si stava espandendo (si veda l’articolo sulle microonde per approfondire). Hubble osservò numerose galassie, tra cui la galassia di Andromeda. Grazie all’incredibile potenza ottica dell’Hooker Telescope poté misurare con grande precisione la distanza dell’oggetto, concludendo che si trovava al di fuori della nostra galassia. Hubble dimostrò, così, che le galassie erano i “mattoni” di un universo incredibilmente vasto.
Grazie al 5m di Monte Palomar, Fritz Zwicky, un altro dei più grandi astronomi del secolo scorso, entro il 1973 scoprì più di 120 supernove, record del maggior numero di supernove individuate da una sola persona e mantenuto fino al 2009, e, tra il 1961 e il 1968, pubblicò un monumentale catalogo in sei volumi di galassie e ammassi di galassie.
Altra scoperta degna di nota, avvenuta negli anni 30 del XX secolo, fu sicuramente quella di Plutone grazie all’astronomo Clyde Tombaugh. Lo scienziato crebbe in una fattoria del Kansas negli Stati Uniti. Nel corso dei suoi studi maturò una grande passione per l’astronomia e per la costruzione di telescopi. Alla fine, andò a lavorare presso l’osservatorio Lowell in Arizona. Il 30 gennaio 1930, dopo 7000 ore di osservazione, individuò Plutone, oggi classificato come “pianeta nano”. Il ‘900 fu anche un periodo dove presero piede le prime teorie sulla composizione ed evoluzione delle stelle, grazie ai lavori pioneristici di astronomi come Cecilia Payne-Gaposchkin la quale propose che l’elemento più abbondante contenuto nelle stelle fosse l’idrogeno e Sir Arthur Eddington il quale ne studiò la struttura interna concludendo che la loro energia derivasse da reazioni nucleari. Queste teorie furono, poi, confermate dalle osservazioni e dallo sviluppo della spettroscopia.
L’ astronomia del XXI secolo, invece, è stata segnata dall’avvento dei telescopi di ultima generazione con cui si è arrivati a progettare specchi anche di 10m di diametro e dotati della tecnologia adattiva (vedi articolo precedente). Citare tutte le scoperte fatte, anche solo negli ultimi mesi rispetto a quando è stato scritto questo articolo, sarebbe un’impresa impossibile. Ogni giorno, astronomi di tutto il mondo scoprono e “ascoltano” nuovi angoli dell’universo rendendo sempre più completa la nostra comprensione del cosmo. Verranno citati, quindi, i maggiori traguardi scientifici dei telescopi moderni di cui abbiamo parlato più nel dettaglio nel precedente articolo: i telescopi Keck e il VLT.
I Telescopi Keck, nel 2013, hanno contribuito a scoprire la galassia z8 GND 5296, la più lontana mai osservata. Essa, infatti, dista da noi ben 13,1 miliardi di anni luce. Si tratta quindi di una galassia nata all’alba dell’universo, “appena” 700.000 anni dopo il Big Bang.
Altro studio degno di nota condotto grazie ai telescopi Keck è stato l’analisi delle orbite stellari al centro della nostra galassia. Anni di osservazioni hanno confermato, grazie allo studio dei movimenti delle stelle, che nel centro galattico vi è un oggetto supermassiccio ovvero un buco nero.
Anche il VLT è stato artefice di numerose scoperte: stiamo parlando dell’osservatorio, nella banda ottica, più avanzato del mondo. Ma quella più importante è stata sicuramente (almeno secondo l’autore) l’osservazione diretta del primo pianeta extra-solare. Tramite l’ottica adattiva dello strumento NACO al telescopio VLT Yepun di 8.2 m di diametro, nel 2004 è stato individuato in modo diretto un pianeta extra-solare (cioè che orbita intorno ad una stella che non è il Sole). 2M1207b, questa la sigla data all’oggetto, è un pianeta simile a Giove, ma 5 volte più massiccio. Orbita intorno ad una nana bruna, una specie di stella mancata, ad una distanza 55 volte maggiore di quella tra la Terra e il Sole. Non è necessario, quindi, sottolineare quanto questa rappresenti una delle scoperte più incredibili e senza precedenti della storia dell’astronomia e della scienza in generale.
Siamo, quindi, giunti alla fine di questo nostro viaggio nello studio della radiazione visibile. Grazie all’inarrestabile forza dell’intelletto e della curiosità di numerosi uomini di scienza che si sono succeduti nel corso dei secoli e, come in una staffetta, si sono passati il testimone della conoscenza, partendo dalle semplici camere oscure per iniziare a capire il comportamento della Luce e dal piccolo e rudimentale cannocchiale di Galileo, l’umanità, in pochi secoli, è riuscita a costruire enormi osservatori dotati di giganteschi telescopi con ottiche “miracolose”, quasi “magiche”, con cui siamo riusciti ad ascoltare l’universo sempre più in profondità. Ma la storia, di certo, non finisce qui. Come visto nel precedente articolo, c’è una nuovissima generazione di osservatori pronta a raccontarci storie inedite e incredibili sul cosmo. Come sempre, basterà tendere l’orecchio e saper ascoltare.
Nel prossimo articolo inizieremo un nuovo viaggio alla scoperta della radiazione ultravioletta.
A cura di Giuseppe Lamberti
BIBLIOGRAFIA
- L’UNIVERSO NEL TERZO MILLENIO, MARGHERITA HACK
- https://sites.astro.caltech.edu/palomar/about/history.html
- https://www.keckobservatory.org/
- https://www.eso.org/public/italy/teles-instr/paranal-observatory/vlt/
- L’UNIVERSO VOL 1, VOL 2, LA BIBLIOTECA DI REPUBBLICA