Fotoni, neutrini, raggi cosmici e onde gravitazionali trasportano tutti informazioni sull'Universo. L'astronomia multi-messaggera combina questi quattro segnali per studiare eventi astronomici da prospettive cosmiche diverse, e il futuro Vera C. Rubin in questo sarà un vero protagonista. Credits: Rubin Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld
L’astronomia si è tradizionalmente basata sulla luce come principale veicolo di informazioni per studiare l’Universo. Tuttavia, negli ultimi decenni, nuove tecniche hanno permesso di esplorare i fenomeni cosmici attraverso diversi “messaggeri”. Oltre ai fotoni infatti, anche particelle subatomiche come i neutrini, i raggi cosmici e le onde gravitazionali trasmettono dati preziosi agli scienziati.
L’astronomia multi-messaggera si propone di combinare queste informazioni, aprendo una finestra su eventi estremi dell’Universo, come esplosioni stellari e collisioni tra oggetti compatti. E in questo scenario, l’osservatorio Vera C. Rubin, finanziato dalla National Science Foundation (NSF) e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE), giocherà un ruolo cruciale.
L’osservatorio Vera C. Rubin è un telescopio di prossima generazione che si distingue già per la sua fotocamera avanzata e il vasto campo visivo, che consentono di individuare sorgenti multi-messaggero deboli e di guidare altri telescopi verso osservazioni di follow-up.
Il suo compito principale sarà condurre il Legacy Survey of Space and Time (LSST), una mappatura sistematica del cielo australe. Rubin è progettato per eseguire rapidamente osservazioni mirate, potendo puntare un bersaglio in appena tre minuti, fornendo così preziose informazioni ottiche sugli eventi cosmici.
Queste osservazioni saranno fondamentali per localizzare esattamente le sorgenti di segnali multi-messaggero, come le onde gravitazionali o i neutrini, per ulteriori indagini.
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L’osservazione delle onde gravitazionali, ovvero le increspature dello spaziotempo derivanti da eventi cosmici come la fusione di buchi neri e stelle di neutroni, rappresenta una sfida particolare. Sebbene questi segnali possano indicare la direzione generale di un evento cosmico, la localizzazione esatta richiede la cattura di fotoni.
Rubin, con la sua potente fotocamera, permetterà di risolvere questa difficoltà. L’osservatorio è in grado di raccogliere deboli segnali ottici provenienti da sorgenti di onde gravitazionali, contribuendo in modo significativo all’astronomia multi-messaggera. Fino a oggi, solo un evento di onde gravitazionali è stato osservato attraverso diversi messaggeri: la fusione di due stelle di neutroni. In futuro, Rubin potrebbe rivelare nuovi tipi di fusioni, espandendo notevolmente la nostra comprensione di tali eventi.
Inoltre, l’osservatorio avrà un impatto decisivo anche nello studio dei neutrini, particelle difficili da rilevare a causa della loro natura sfuggente. Rubin potrebbe aumentare significativamente il numero di sorgenti di neutrini individuabili, colmando il vuoto lasciato dai telescopi attuali, che riescono a rilevare solo le sorgenti più luminose. Robert Stein, del California Institute of Technology, prevede che Rubin potrebbe ampliare la percentuale di sorgenti rilevabili dal 5-10% fino al 50%.
Rubin non si limiterà a migliorare la nostra comprensione dei fenomeni conosciuti, ma potrebbe anche rivelare eventi cosmici inattesi.
Grazie alla sua capacità di coprire ampie aree del cielo australe, l’osservatorio potrebbe scoprire nuove sorgenti e classi di fenomeni. E gli scienziati concordano nel dire che questo potenziale per l’inaspettato rappresenta la sua più grande forza.
Rubin sarà uno strumento di scoperta capace di svelare nuovi tipi di eventi cosmici e offrire alla comunità scientifica nuovi obiettivi di indagine. L’era dell’astronomia multi-messaggera è appena iniziata, e l’Osservatorio Vera C. Rubin promette di essere uno dei suoi protagonisti principali.
Abbiamo parlato di Vera C. Rubin e di altri grandi telescopi attualmente in costruzione in questo approfondimento video sul canale YouTube di Astrospace.it.