Americano, Tedesco, e gli scienziati canadesi stanno progettando di esplorare la formazione di stelle e galassie, nonché i misteri degli inizi dell'universo, con un tipo di telescopio completamente nuovo. L'avvio dei lavori di costruzione del telescopio Cerro Chajnantor Atacama (CCAT-prime) è previsto per quest'anno. Prende il nome dalla sua posizione, un 5, Montagna alta 612 metri nel deserto cileno di Atacama. A questa altitudine, sarà il telescopio più alto del suo genere. CCAT-prime ha un diametro di sei metri, e dovrebbe essere completato nel 2021. Gli scienziati sperano di ottenere nuove intuizioni uniche sulla formazione di stelle e galassie con questo telescopio e di avvicinarsi alla risoluzione del mistero di come la cosiddetta materia oscura e l'energia oscura abbiano influenzato l'espansione dell'universo.

Per sviluppare questo ad alte prestazioni, telescopio di ultima generazione, i ricercatori degli Stati Uniti, Germania, e il Canada hanno formato un consorzio chiamato CCAT, che è diretto dalla Cornell University. In Germania, sono coinvolti scienziati dell'Università di Colonia e dell'Università di Bonn. I gruppi di ricerca dell'Istituto Max Planck per l'astrofisica di Garching e dell'Università Ludwig Maximilians di Monaco si uniranno presto al consorzio. Anche il telescopio high-tech viene dalla Germania:Vertex Antennentechnik GmbH, un'azienda di Duisburg, stanno costruendo il telescopio che raggiungerà un grado di precisione senza precedenti nel fornire immagini dallo spazio grazie al suo design ottico innovativo e alla sua posizione estremamente elevata.

"La partnership CCAT ha trascorso più di un decennio ad esplorare la possibilità - e le sfide - di costruire un telescopio all'avanguardia in questo straordinario sito di telescopi. Durante quel periodo, la tecnologia e la scienza submillimetrica sono progredite a un ritmo molto rapido, e ora siamo pronti ad andare avanti per costruire un telescopio davvero entusiasmante, " ha affermato il direttore del progetto Martha Haynes, Goldwin Smith Professore di Astronomia alla Cornell University.

Il telescopio sarà posizionato vicino alla vetta del Cerro Chajnantor. L'altitudine estremamente elevata consentirà agli scienziati di osservare la maggior parte dei cieli settentrionali e meridionali in tutte le stagioni. Il telescopio sarà in grado di registrare radiazioni nell'intervallo di lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche, con le lunghezze d'onda più corte che misurano solo 0,2 mm. Le radiazioni nell'area di transizione tra le lunghezze d'onda infrarosse e radio provengono da gas e polvere tra le stelle da cui si formano, nelle nostre vicinanze e nelle galassie lontane. Ma questa radiazione può anche provenire dall'"Alba Cosmica, " l'ultimo bagliore del Big Bang. L'atmosfera secca nel deserto di Atacama è l'ideale per queste osservazioni, in quanto consente un grado critico di precisione. Qualsiasi molecola d'acqua nell'aria interferisce con la radiazione cosmica a queste lunghezze d'onda, quindi è necessaria un'atmosfera quasi priva di vapore acqueo.

Il telescopio CCAT-prime consentirà agli scienziati di esplorare in dettaglio la formazione delle stelle nella Via Lattea, le Nubi di Magellano e altre galassie nelle nostre vicinanze. "Con CCAT faremo un importante passo avanti verso nuove entusiasmanti esplorazioni scientifiche e nuove tecnologie, ", ha affermato il professor Jürgen Stutzki, astrofisico all'Università di Colonia. "Il design innovativo del telescopio e la sua posizione a un'altitudine estrema consentono nuove osservazioni mozzafiato bloccate a quote più basse". CCAT-prime sarà anche una piattaforma essenziale per implementare nuovi rivelatori quantistici all'avanguardia della fisica sviluppati a Colonia, che consentono osservazioni ultrasensibili.

"L'ampio campo visivo di CCAT-prime e l'atmosfera secca sul Cerro Chajnantor consentono una mappatura del cielo senza precedenti, " ha spiegato il professor Frank Bertoldi, un astrofisico dell'Università di Bonn. "Questo è un vantaggio decisivo per le misurazioni ad alta precisione della cosiddetta radiazione cosmica di fondo, l'eco radiofonico del Big Bang." Insieme ai suoi colleghi Komatsu e Mohr a Monaco di Baviera, che ha recentemente aderito al consorzio, Bertoldi non vede l'ora di effettuare misurazioni con CCAT-prime che potrebbero avvicinarli alla risoluzione di alcuni dei grandi enigmi dell'universo, per esempio la natura della misteriosa energia oscura.

I costi di progettazione e realizzazione di CCAT-prime ammontano a 19 milioni di euro. Il partner americano, Università Cornell, sta coprendo gran parte di questi costi con un contributo del donatore privato Fred Young. Per il telescopio e uno studio precedente, ha donato un totale di 12 milioni di dollari. In Germania, il Large Scale Facilities Programme della German Research Foundation (DFG) contribuisce per un totale di 5 milioni di euro. Il Centro di ricerca collaborativa 956 "Condizioni e impatto della formazione stellare" sta contribuendo allo sviluppo degli strumenti scientifici.