Immagina se la telecamera a colori non fosse mai stata inventata e tutte le nostre immagini fossero in bianco e nero. Il mondo sarebbe ancora bello, ma incompleto. Per migliaia di anni, era così che gli umani vedevano l'universo. Sulla terra, possiamo vedere solo una parte della luce emessa dalle stelle.

Molto di ciò che non possiamo vedere - nell'infrarosso, l'ultravioletto, le lunghezze d'onda dei raggi X e dei raggi gamma – è bloccato dall'atmosfera terrestre. Per la maggior parte, Questa è una buona cosa. L'atmosfera intrappola la luce infrarossa mantenendo la Terra calda di notte e blocca la luce ultravioletta ad alta energia, raggi X e raggi gamma, proteggendoci dalle radiazioni cosmiche mortali, lasciando entrare porzioni visibili dello spettro della luce. Per gli astronomi, però, questo ha uno svantaggio:guardiamo l'universo con un occhio chiuso, incapace di ricevere tutte le informazioni che l'universo ci sta inviando.

Inaugurato il 20 novembre, 2004, e orbitando a un'altitudine di 340 miglia, L'Osservatorio Neil Gehrels Swift della NASA ha tre telescopi che monitorano l'universo utilizzando lunghezze d'onda della luce bloccate dall'atmosfera terrestre. Questi includevano il telescopio a raggi X, il telescopio Burst-Alert sensibile ai raggi gamma e il telescopio ottico ultravioletto (UVOT). L'UVOT ha recentemente consegnato la sua milionesima immagine, dati che gli astrofisici come me usano per ottenere informazioni su tutto, dalle origini dell'universo alla composizione chimica delle comete vicine.

Guardando la nascita dei buchi neri

La missione principale di Swift è studiare il bagliore residuo dei lampi di raggi gamma (GRB), che documentano la nascita dei buchi neri. I buchi neri vengono forgiati nelle esplosioni più violente dell'universo:l'esplosione di una stella massiccia o la fusione di due stelle di neutroni (i gusci avvizziti rimasti dalle passate esplosioni stellari). Queste esplosioni sono così potenti – producono da decine a centinaia di miliardi di volte più energia del sole – che anche se avvengono a miliardi di anni luce dalla Terra, possono ancora essere rilevati da strumenti come Swift. Infatti, i primi GRB sono stati rilevati dai satelliti Vela, che sono stati costruiti per rilevare le esplosioni di armi nucleari.

In quasi 14 anni, Swift ha studiato oltre un migliaio di GRB. Così facendo, ha rivelato ciò che li alimenta e ci ha dato scorci negli angoli più remoti del cosmo, al momento in cui si stavano formando le prime stelle dopo il Big Bang.

Però, una delle cose che impari lavorando su una missione di un telescopio spaziale è che se lo costruisci, arriveranno. La missione fornisce capacità alla comunità di astrofisici – imaging simultaneo a raggi X/UV e una risposta rapida alle richieste di osservare e fotografare sezioni specifiche del cielo – che sono disponibili solo per Swift. Possiamo focalizzare i nostri telescopi su un oggetto di interesse entro poche ore da una richiesta di "Obiettivo di opportunità" tramite il nostro sito Web, qualcosa che nessun'altra missione può fare. UVOT riempie anche una nicchia importante osservando aree del cielo più ampie di quelle che possono essere osservate con i più potenti strumenti UV a bordo del telescopio spaziale Hubble. Queste capacità si sono rivelate un vantaggio per la comunità e hanno permesso di studiare tutti i tipi di oggetti e fenomeni oltre i GRB.

Le scoperte di Swift aiutate dall'ultravioletto

Le galassie vicine sono piene di attività con la formazione di nuove stelle. Swift è in grado di catturare immagini ultraviolette panoramiche che mettono in risalto i più giovani, stelle più massicce in queste galassie. Questo ci dà un'idea di ciò che l'universo ha fatto nelle ultime centinaia di milioni di anni. Il lavoro del mio team di ricerca si è concentrato sulle galassie vicine, come Andromeda e le Nubi di Magellano, per rivelare quali processi guidano la loro formazione stellare passata e in corso.

Con UVOT, abbiamo una visione molto migliore delle esplosioni di supernova. Questi possono verificarsi quando una nana bianca, il residuo di una stella come il sole, esplode, o durante l'agonia finale di una stella massiccia, più di otto volte la massa del sole. Questi eventi generano enormi quantità di luce ultravioletta, e Swift ha una capacità unica di osservarli entro poche ore dalla scoperta.

Le comete attraversano il nostro sistema solare, trasformandosi da una palla solida congelata in un vapore mentre si avvicinano al sole e creando magnifiche code di particelle ionizzate. Swift studia queste comete, e analizza la loro composizione chimica rompendo la luce che emettono in diverse lunghezze d'onda. Swift consente inoltre agli scienziati di misurare la rotazione di una cometa osservando come la luce cambia nel tempo. Ciò ha rivelato che violente eruzioni sulla superficie della cometa possono alterare drasticamente il percorso di una cometa.

Una delle scoperte più emozionanti fatte da Swift è stata collegata alla recente scoperta delle onde gravitazionali da parte del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Le onde gravitazionali sono distorsioni nel tessuto dello spaziotempo create dai movimenti di oggetti estremamente massicci. Nell'agosto del 2017, due stelle di neutroni si sono scontrate in una lontana galassia, creando onde gravitazionali abbastanza potenti da essere rilevate sulla Terra. Swift faceva parte di un esercito di telescopi che cercavano la fonte delle onde gravitazionali. La folle corsa di quei pochi giorni ha portato a una delle scoperte più emozionanti dell'ultimo decennio:un bagliore luminoso proveniente dalla sorgente delle onde gravitazionali. Questo ha aperto nuovi rami della scienza collegando un nuovo modo di studiare l'universo - attraverso le onde gravitazionali - al modo tradizionale - attraverso la luce.

UVOT ha scattato istantanee dell'universo dal 2004 e alla fine ha accumulato la sua milionesima immagine. Il suo successo è una testimonianza del team internazionale di ingegneri, scienziati e personale delle tre istituzioni che lo supportano:la Pennsylvania State University; Laboratorio di scienze spaziali Mullard nel Surrey, Inghilterra; e il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. È stato un privilegio far parte di questa squadra negli ultimi nove anni. Cosa riserva il futuro per UVOT? Speriamo di trovare più sorgenti di onde gravitazionali, sondare le galassie vicine, studiare ancora più supernovae, e monitorare come gli oggetti nell'universo cambiano nel tempo.

Ecco il prossimo milione di immagini.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.