Croce del NordParabolaCroce del Nord

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.