Il completamento della fase 1 di NOEMA, la prima fase del progetto NOEMA sarà celebrata ufficialmente questo mercoledì, 19 settembre. IRAM e i suoi istituti partner hanno completato il primo, passo decisivo verso una delle iniziative astronomiche franco-tedesco-spagnole più importanti:sviluppare il telescopio più potente e sensibile alle lunghezze d'onda millimetriche dell'emisfero settentrionale. A quattro anni dall'inaugurazione della prima antenna NOEMA, 10 parabole da 15 metri costituiscono attualmente l'osservatorio e hanno fornito risultati scientifici innovativi.

NOEMA (Northern Extended Millimeter Array) fa parte di una generazione completamente nuova di radiotelescopi:consiste in una schiera di diversi telescopi mobili posti su binari, dotato di sistemi di accoglienza all'avanguardia che concorrono a formare l'equivalente di un unico, telescopio gigante. Con eccezionale sensibilità e risoluzione, NOEMA permette di esplorare l'universo freddo a temperature molto vicine allo zero assoluto a -273,15 gradi Celsius, svelando oggetti impossibili da osservare con strumenti ottici perché nascosti da nubi interstellari di polvere cosmica.

Una delle missioni più importanti del progetto NOEMA è l'esplorazione di nubi di gas interstellari e la nascita di stelle nella nostra Galassia e nelle galassie osservate in uno stato subito dopo il Big Bang. Gli scienziati sperano di trovare risposte alle domande fondamentali dell'astronomia moderna:come è emersa la prima generazione di stelle dopo il Big Bang? Come si sono evolute le prime grandi strutture dell'universo verso galassie come la nostra Via Lattea? Come funziona il ciclo cosmico della materia interstellare, per cui le stelle morenti espellono materia alla fine della loro vita e potenzialmente danno vita a nuove stelle? Come prendono forma nuovi pianeti e sistemi planetari e come i pianeti appena formati si arricchiscono di molecole prebiotiche che potrebbero essere fondamentali per l'emergere della vita?

Nel futuro, un totale di 12 antenne scruteranno il cielo al servizio dei ricercatori, attualmente dieci antenne sono già state costruite sul Plateau de Bure nelle Alpi francesi. Durante l'ampliamento dell'osservatorio, le operazioni scientifiche sono in corso e hanno fornito i primi risultati scientifici:

Insieme alla scoperta di un luogo particolarmente spettacolare, regione attiva di formazione stellare piena di molecole prebiotiche, NOEMA ha recentemente prodotto un'immagine di precisione senza rivali che mostra la distribuzione delle nuvole di polvere in una grande galassia a spirale nella costellazione di Camelopardalis.

Inoltre, NOEMA sarà una parte importante di un più ampio, rete globale di telescopi. Essendo il radiotelescopio più potente dell'emisfero settentrionale, NOEMA svolgerà un ruolo chiave nell'esplorazione dei buchi neri ultra-massicci da parte della rete globale Event Horizon Telescope. Questo progetto combina diversi radiotelescopi in quattro continenti in un telescopio mondiale con l'obiettivo di visualizzare per la prima volta il buco nero al centro della nostra galassia, tra gli altri scopi scientifici.

Il direttore di IRAM Karl-Friedrich Schuster spiega:"Insieme ai suoi partner, IRAM ha avviato sviluppi tecnologici pionieristici/rivoluzionari, mostrando la via da seguire verso programmi di osservazione di un tipo completamente nuovo."

L'equipaggiamento di tutte e dieci le antenne con sistemi di ricezione completamente nuovi e altamente sensibili è stato cruciale per questi risultati e il completamento della prima fase del progetto. Questa tecnologia all'avanguardia consente agli scienziati di effettuare misurazioni con una sensibilità eccezionale e, allo stesso tempo, analizzare una gamma molto più ampia di lunghezze d'onda.

Durante le osservazioni, le dieci antenne interagiscono per costruire un unico telescopio, una tecnica chiamata interferometria. Il potere risolutivo di una tale rete di telescopi è pari a quello di un singolo telescopio con un diametro della distanza massima tra le antenne. Per NOEMA, ciò equivale a un telescopio fino a 760 metri di diametro e un potere di risoluzione inferiore a un secondo d'arco. In altre parole, le antenne NOEMA potrebbero rilevare uno smartphone da una distanza di oltre 500 chilometri.

Però, osservazioni con così tante antenne contemporaneamente richiedono lo sviluppo di un supercomputer, con una potenza di 20, 000, 000, 000, 000, 000 operazioni al secondo. Questo dispositivo, chiamato correlatore, è in grado di analizzare numerosi segnali in ingresso contemporaneamente. Gli ingegneri IRAM hanno lavorato per sette anni per completare questo correlatore innovativo. Una meraviglia digitale dotata di tecnologia all'avanguardia, è in grado di calcolare circa cinque milioni di volte più velocemente di un computer convenzionale.

"Con NOEMA facciamo parte di una nuova era della radioastronomia", commenta Roberto Neri, Ricercatore IRAM e responsabile scientifico del progetto. "Insieme agli sviluppi tecnologici in corso, questo telescopio ci offre opportunità completamente nuove per esplorare le questioni più affascinanti dell'astronomia moderna".

Gli scienziati del Max-Planck-Institute for Radioastronomy sono entusiasti. Le ampie larghezze di banda di NOEMA apriranno la strada a osservazioni uniche di molecole contenenti deuterio, permettendo lo studio delle nebulose cosmiche nelle fasi iniziali e fredde della formazione stellare. NOEMA sarà anche un pioniere quando si tratta di misurare il redshift delle prime galassie nel nostro Universo.

La seconda fase progettuale durerà fino al 2021 e prevede, oltre alle antenne 11 e 12, l'estensione del sistema di binari che consentirà di posizionare le antenne a una distanza di 1,7 chilometri, aumentando di dieci volte la sensibilità delle misurazioni rispetto a quanto è stato possibile fino ad ora.