Che VISTA meravigliosa! Grazie all’impressionante immagine da nove miliardi di pixel ottenuta dagli astronomi europei dell’ESO al fuoco del telescopio infrarosso VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) dell’Osservatorio di Paranal in Cile, un’equipe internazionale di scienziati ha prodotto un catalogo di più di 84 milioni di stelle nella zona centrale della nostra Galassia, la Via Lattea. Questa gigantesca collezione di dati contiene un numero di astri più di dieci volte maggiore rispetto agli studi precedenti e rappresenta un significativo passo avanti per la comprensione della Galassia in cui abitiamo. L’immagine fornisce una visuale incredibile, con la possibilità di ingrandimento, sul cuore del nostro sistema stellare galattico. È così grande che, se la si stampasse con la risoluzione tipica per un libro, occuperebbe un’area di 63 metri quadrati. “Osservando in dettaglio la miriade di stelle che circonda il centro della Via Lattea – rivela Roberto Saito della Pontificia Universidad Católica de Chile e della Universidad de Valparaíso (The Milky Way Millennium Nucleus) del Cile, l’autore principale dello studio presentato nell’articolo “Milky Way Demographics with the VVV Survey I. The 84 Million Star Colour–Magnitude Diagram of the Galactic Bulge” di R. K. Saito et al., pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics – possiamo imparare molto sulla formazione ed evoluzione non solo della nostra Galassia, ma delle galassie a spirale in generale”. La maggior parte delle galassie a spirale, tra cui la nostra ospite, la Via Lattea, presentano una grande concentrazione di stelle molto vecchie che circonda il nucleo, chiamato dagli astronomi rigonfiamento galattico. Capire la formazione e l’evoluzione della regione centrale della Via 
Lattea è fondamentale per comprendere la Galassia nella sua interezza, magari anche per I future viaggi interstellari pubblici e privati. Non è facile ottenere osservazioni dettagliate di questo settore galattico. “Le osservazioni del rigonfiamento della Via Lattea sono molto difficili perché risulta oscurato dalla polvere – fa notare Dante Minniti della Pontificia Universidad Catolica de Chile, coautore dello studio – per penetrare nel cuore della Galassia dobbiamo osservare in luce infrarossa che viene meno influenzata dalla polvere”. Il grande specchio, l’ampio campo di vista e i rivelatori infrarossi molto sensibili del telescopio VISTA da 4,1 metri di diametro, lo rendono il miglior strumento per queste ricerche. L’equipe di astronomi utilizza dati del programma “VISTA Variables in the Via Lactea” (il nome latino della Via Lattea) una delle sei survey pubbliche effettuate con lo strumento. La ricerca è dedicata all’osservazione del piano e del rigonfiamento della Via Lattea dall’emisfero australe attraverso cinque filtri nel vicino infrarosso. È iniziata nel 2010 e ha ottenuto un totale di 1929 ore di tempo di osservazione per un periodo di cinque anni. I dati sono stati usati per creare una monumentale immagine a colori di 108.200 per 81.500 pixel (ben al di là della risoluzione retina disponibile sul magico i-Pad di quarta generazione appena sfornato da Apple Inc.: mai dire mai!) per un totale di nove miliardi di pixel. Questa è una delle più grandi immagini astronomiche mai realizzate. L’equipe ha utilizzato questi dati per compilare il più grande catalogo mai prodotto delle concentrazioni di stelle nel cuore della Via Lattea. L’immagine si estende per circa 315 gradi quadrati di cielo, un po’ meno dell’un per cento dell’intero cielo stellato. Le osservazioni sono state effettuate utilizzando tre diversi filtri infrarossi. Il catalogo elenca le posizioni delle stelle e la loro luminosità misurata attraverso i diversi filtri: contiene circa 173 milioni di oggetti, di cui circa 84 milioni sono stati confermati come stelle. Gli altri oggetti erano o troppo deboli o confusi con i loro vicini o disturbati da altri effetti, in modo tale che non è stato finora possibile effettuare misure più precise. Altri ancora erano oggetti estesi come, per esempio, le galassie lontane. Per aiutare l’analisi di questo catalogo enorme, gli astronomi dell’ESO hanno pensato bene di rappresentare graficamente la magnitudine di ciascuna stella in funzione del colore, in quello che si chiama Diagramma Colore-Magnitudine. Il grafico, realizzato per la prima volta sull’intero rigonfiamento galattico della Via Lattea, contiene un numero di stelle più di dieci volte maggiore di quello degli studi precedenti. I diagrammi colore-magnitudine sono strumenti importanti usati spesso dagli astronomi per studiare le diverse proprietà fisiche delle stelle, come la temperatura, la massa e l’età. È un grafico della luminosità apparente di un insieme di oggetti in funzione del loro colore. Il colore è misurato confrontando la brillantezza degli oggetti osservati attraverso diversi filtri. È simile a un diagramma di Hertzsprung-Russell (HR) nel quale, però, è utilizzata la luminosità (o magnitudine assoluta) piuttosto che la luminosità apparente e perciò è necessario conoscere anche le distanze delle stelle. “Ogni stella occupa in ogni momento della propria vita una regione precisa in questo diagramma – spiega Dante Minniti – che dipende da quanto la stella è brillante e calda. Poiché i nuovi dati ci offrono un’istantanea di tutte le stelle in un colpo solo, possiamo censire tutte le stelle in questa zona della Via Lattea”. Il nuovo diagramma colore-magnitudine del rigonfiamento galattico contiene una miniera di informazioni sulla struttura e sul contenuto della Via Lattea. Un risultato interessante, svelato con i nuovi dati dell’ESO, è il grande numero di stelle nane rosse poco luminose. Queste sono ottimi candidati per la ricerca con il metodo del transito di nuovi esopianeti alieni di piccole dimensioni. Il metodo del transito per trovare pianeti extraterrestri si basa sulla piccola diminuzione di luminosità di una stella che si verifica quando un esomondo le passa davanti e blocca parte della sua luce. Le piccole dimensioni delle stelle nane rosse, di solito di tipo spettrale K o M, consentono una maggiore variazione di luminosità al passaggio di pianeti di piccola massa, rendendo così più facile la ricerca di pianeti. Inoltre, sappiamo che attorno a questi astri la fascia di abitabilità è molto più vicina alla stella di quanto si creda. “Uno dei punti importanti del programma VISTA Variables in the Via Lactea – rivela Roberto Saito – è la survey pubblica di VISTA effettuata dall’ESO. Questo significa che rendiamo pubblici tutti i dati attraverso l’archivio dell’ESO: ci aspettiamo perciò molti altri risultati interessanti da questa grande risorsa”. L’equipe è composta da R. K. Saito (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Cile; Universidad de Valparaíso, Cile; The Milky Way Millennium Nucleus, Cile), D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile; Vatican Observatory), B. Dias (Universidade de São Paulo, Brasile), M. Hempel (Pontificia Universidad Católica de Cile), M. Rejkuba (ESO, Garching, Germania), J. Alonso-García (Pontificia Universidad Católica de Chile), B. Barbuy (Universidade de São Paulo), M. Catelan (Pontificia Universidad Católica de Chile), J. P. Emerson (Queen Mary University of London, Regno Unito), O. A. Gonzalez (ESO, Garching, Germania), P. W. Lucas (University of Hertfordshire, Hatfield, Regno Unito) and M. Zoccali (Pontificia Universidad Católica de Chile). Il telescopio VISTA, entrato in funzione 
all’Osservatorio del Paranal dell’ESO nel Dicembre 2009, ha già diffuso molte immagini spettacolari. Nel Deserto di Atacama, nel Cile settentrionale, è situato sulla cima adiacente a quella che ospita il Very Large Telescope, condividendone le eccezionali condizioni osservative. Lo specchio principale di VISTA di 4,1 metri di diametro è il più curvo di queste dimensioni e qualità mai realizzato: le sue deviazioni dalla superficie ideale sono inferiori a pochi millesimi dello spessore di un capello umano e la sua costruzione e lucidatura hanno presentato delle sfide formidabili. VISTA è stato ideato e sviluppato da un consorzio di 18 Università del Regno Unito coordinate dalla Queen Mary, l’Università di Londra, ed è diventato parte del contributo del Regno Unito per l’accordo di adesione all’ESO. Fanno parte del consorzio anche: Queen’s University of Belfast, University of Birmingham, University of Cambridge, Cardiff University, University of Central Lancashire, University of Durham, The University of Edinburgh, University of Hertfordshire, Keele University, Leicester University, Liverpool John Moores University, University of Nottingham, University of Oxford, University of St Andrews, University of Southampton, University of Sussex e University College London. Il progetto e la costruzione del telescopio VISTA sono stati condotti dalla United Kingdom Astronomy Technology Centre del Science and Technology Facilities Council (STFC, UK ATC). L’accettazione provvisoria di VISTA è stata accordata formalmente dall’ESO in una cerimonia al Quartier Generale ESO a Garching, in Germania, alla quale hanno preso parte i rappresentanti della Queen Mary, Università di Londra, e dell’STFC, il 10 Dicembre 2009. “VISTA è un’estensione unica dell’Osservatorio dell’ESO al Cerro Paranal – dichiara Tim de Zeeuw, Direttore Generale dell’ESO – ha un ruolo all’avanguardia nell’esplorazione sistematica del cielo australe alle lunghezze d’onda infrarosse e identificherà numerosi oggetti interessanti per un successivo studio più approfondito con il Very Large Telescope, ALMA, e il futuro European Extremely Large Telescope”. Nel cuore di VISTA è posto un apparecchio fotografico di 3 tonnellate che contiene 16 speciali rivelatori sensibili alla luce infrarossa, per un totale di 67 milioni di pixel. Osservare a lunghezze d’onda maggiori di quelle visibili all’occhio umano permette a VISTA di studiare oggetti impossibili da osservare alla luce visibile perché sono troppo freddi, oscurati da nubi di polvere, o perché sono così distanti che la loro luce si è allungata oltre la banda visibile a causa dell’espansione accelerata dell’Universo. Per evitare di sommergere la fioca radiazione infrarossa proveniente dallo spazio, lo strumento deve essere raffreddato a meno 200 gradi Celsius e sigillato dalla più grande finestra trasparente all’infrarosso mai realizzata. Tale strumento è stato progettato e costruito da un consorzio che include il Rutherford Appleton Laboratory, l’UK ATC e l’Università di Durham nel Regno Unito. Poiché VISTA è un grande telescopio dotato di ampio angolo visuale, può rivelare sorgenti molto deboli esplorando ampie regioni del cielo in poco tempo. Ciascuna immagine di VISTA cattura una regione di cielo grande circa dieci volte l’area della Luna piena, è in grado di rilevare e catalogare oggetti sull’intero cielo australe con una sensibilità quaranta volte maggiore di quella raggiunta in esplorazioni sistematiche precedenti come la straordinaria Two Micron All-Sky Survey. Questo salto di potenza osservativa, paragonabile al salto di sensibilità fra l’occhio nudo e il primo telescopio di Galileo Galilei, il padre della scienza moderna, rivelerà un numero enorme di nuove sorgenti e permetterà la creazione di cataloghi di gran lunga più completi di oggetti rari ed esotici nel cielo australe. La qualità eccezionale dei dati scientifici di VISTA è un tributo a tutti gli scienziati e i tecnici che hanno preso parte a questo esaltante e impegnativo progetto dell’ESO.Le prime immagini distribuite da VISTA mostrano la Nebulosa Fiamma (NGC 2024) nella familiare costellazione di Orione (il Cacciatore), una spettacolare nube di gas e polvere entro la quale nascono stelle, e i suoi dintorni. Nella luce visibile il nucleo dell’oggetto è celato da spesse nubi di polvere, ma l’immagine di VISTA, ottenuta alle lunghezze d’onda infrarosse, può penetrare le fitte coltri e rivelare l’ammasso di giovani e caldissime stelle che si celano all’interno. L’ampio campo visivo dello strumento cattura anche il bagliore di NGC 2023 e la forma spettrale della famosa Nebulosa Testa di Cavallo. In un’immagine-mosaico due vedute di VISTA ci proiettano nel centro della nostra Galassia, nella costellazione del Sagittario (l’Arciere). Si svelano numerosissime stelle, tra i milioni di astri, che in maggioranza sono solitamente celate da spesse nubi di polvere e diventano visibili solo alla luce infrarossa. In questi anni VISTA ha spinto lo sguardo ben oltre la nostra Galassia per ottenere il ritratto di famiglia di un ammasso di galassie nella costellazione della Fornace. Il grande campo permette di catturare numerose galassie in una singola immagine che include l’impressionante spirale barrata NGC 1365 e la grande galassia ellittica NGC 1399. VISTA usa quasi tutto il suo tempo nella creazione di una mappa sistematica del cielo australe. Dopo la survey dell’intero cielo australe, VISTA si concentrerà su regioni più limitate da studiare in maggiore dettaglio. Le survey di VISTA ci aiutano a comprendere la natura, la distribuzione e l’origine dei tipi conosciuti di stelle e galassie, per realizzare una mappa della struttura tridimensionale della nostra Galassia e delle vicine Nubi di Magellano, ed aiutarci a determinare la relazione esistente fra la struttura dell’Universo e le misteriose materia ed energia oscure. L’enorme volume di dati prodotti, circa 300 gigabyte ogni notte, più di 100 terabytes all’anno, viene raccolto dall’archivio digitale dell’ESO per poi essere convertito in immagini e cataloghi dai centri dati del Regno Unito nelle università di Cambridge ed Edimburgo. Tutti i dati pubblici sono accessibili agli astronomi di tutto il mondo. “La storia ha dimostrato che alcuni dei risultati più esaltanti ottenuti da progetti come VISTA sono proprio quelli che meno ci si aspetta – rivela Jim Emerson della Queen Mary University di Londra. Le più grandi scoperte giungono dal totalmente inatteso.
Nicola Facciolini
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