Le strutture osservative
L'Istituto di
Radioastronomia dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
è nato nel 1970, dal preesistente laboratorio
universitario, con lo scopo di sviluppare tematiche inerenti
all'Astrofisica delle radiosorgenti. Gestisce due osservatori
radioastronomici, uno presso Medicina (BO) e l'altro presso Noto
(SR), in cui operano tre radiotelescopi. Una terza stazione radioastronomica è in costruzione a
S.Basilio (CA).
A Medicina sono in funzione due strumenti: la grande
"Croce del Nord" e una antenna parabolica, progettata
principalmente per osservare con tecniche interferometriche
(VLBI).
Il radiotelescopio "La Croce del Nord"
É il più grande strumento di transito
esistente al mondo, ha cominciato a operare nel 1964. È
formato da due bracci disposti a T, uno orientato in direzione
Nord - Sud e l'altro in direzione Est - Ovest.
Il braccio Est - Ovest è costituito da un'antenna
cilindro - parabolica lunga 564 m e larga 35 m. Il braccio Nord -
Sud, lungo 640 m, è formato dall'allineamento di 64
antenne di forma cilindro - parabolica lunghe ognuna 23,5 m,
larghe 8 m, e poste ad una distanza di 10 m l'una dall'altra.
Entrambi i bracci sono orientabili solo in direzione Nord - Sud,
per cui le sorgenti sono osservate quando transitano sul
meridiano, per effetto della rotazione terrestre.
Lo specchio ha una superficie totale di raccolta di 30000
metri quadri. La frequenza delle onde radio rivelate è 408
MHz (corrispondente alla lunghezza d'onda di 73,5 cm).
Questo strumento è stato concepito per l'esplorazione
sistematica del cielo alla ricerca delle radiosorgenti. Ha
prodotto cataloghi di radiosorgenti raccogliendo i dati su oltre
30000 oggetti. La grande superficie di raccolta della radiazione e la bassa
frequenza di osservazione rendono la "Croce del Nord" uno
strumento molto interessante per lo studio delle pulsar.
Recentemente è stata costruita una strumentazione
specializzata a questo scopo e rivolta in particolare alla
ricerca di pulsar superveloci.Attualmente lo strumento è in fase di conversione al fine di essere
utilizzato nell'ambito del programma internazionale SKA (Square Kilometre
Array), ovvero per la realizzazione di un radiotelescopio di nuova
generazione, con una superficie di raccolta di un chilometro quadrato. La
"Croce" rappresenta infatti un ideale banco di prova per effettuare test
sulle tecnologie che confluiranno nello SKA
L'antenna parabolica VLBI
L'antenna parabolica
VLBI di Medicina è stata inaugurata nel 1983. È
completamente orientabile e può puntare e inseguire
qualsiasi oggetto della volta celeste. Ha un sistema ottico di
tipo Cassegrain, costituito da uno specchio principale di 32 m di
diametro, e da un secondo specchio di forma convessa, detto
specchio secondario o subriflettore, del diametro di circa 3 m.
Il subriflettore, montato su un quadrupode, è posto di
fronte allo specchio principale e fa convergere le onde radio al
centro dello specchio principale, dove risiede il sistema di
ricezione. Per alcune frequenze di osservazione è sufficiente un
sistema ottico più semplice. Il subriflettore viene quindi
spostato e il sistema di ricezione è posto direttamente
nel fuoco primario.
L'antenna può funzionare a frequenze comprese tra 327
MHz e 43 Ghz (cioè tra 90 e 0,7 cm di lunghezza d'onda). I
ricevitori, raffreddati con tecniche criogeniche per migliorare
la sensibilità dell'antenna, sono intercambiabili:
occorrono pochi minuti per cambiare frequenza di
osservazione. È stata realizzata nell'ambito del progetto nazionale
VLBI, per operare in collegamento con altri radiotelescopi
esteri, sfruttando la tecnica interferometrica a lunga base e fa
parte delle reti europee per l'astronomia (European VLBI Network)
e per la geodinamica, partecipando a programmi osservativi che
coinvolgono i radiotelescopi della rete degli Stati Uniti (Very
Long Baseline Array), antenne in altre nazioni di tutto il mondo
e antenne in orbita attorno alla Terra (VLBI spaziale).
La strumentazione necessaria per le osservazioni VLBI è
complessa. Comprende orologi atomici di altissima
stabilità (rubidio e maser a idrogeno), un sistema di
ricezione di segnali di tempo dalla catena LORAN-C e dai
satelliti GPS (Global Positioning System), un sistema di
acquisizione dati ad alta velocità che permette di
registrare centinaia di milioni di bit al secondo.
Le antenne sono usate come strumento singolo per il 50% del
loro tempo per misure di variabilità e polarizzazione
della emissione dalle radiosorgenti e per misure della
intensità e della larghezza di righe spettrali da nubi
molecolari e regioni di formazione stellare.
Dal 15 ottobre 2005 alla stazione radioastronomica si è
affiancato il Centro Visite "Marcello Ceccarelli", che accoglie
scolaresche e pubblico secondo il calendario riportato
nelle pagine seguenti.