Gli astronomi della Macquarie University hanno aperto la strada a una nuova tecnica per osservare gli oggetti celesti durante il giorno, consentendo potenzialmente il monitoraggio visivo dei satelliti 24 ore su 24 e migliorando notevolmente la sicurezza sulla Terra e nello spazio.
La loro tecnica utilizza l'Huntsman Telescope dell'Università, una serie unica di 10 obiettivi fotografici che lavorano in parallelo, originariamente progettati per osservazioni ultrasensibili del cielo notturno.
In un articolo pubblicato in Pubblicazioni della Società Astronomica dell'Australia il 20 maggio, i ricercatori dimostrano la capacità dell'Huntsman di misurare con precisione stelle, satelliti e altri obiettivi quando il sole è alto sopra di loro, nonostante tradizionalmente gli astronomi osservino solo di notte.
"Per secoli le persone hanno provato a osservare stelle e satelliti nelle lunghezze d'onda ottiche durante il giorno, ma è stato molto difficile da fare. I nostri test mostrano che l'Huntsman può ottenere risultati notevoli nelle ore diurne", afferma l'autore principale e Ph.D. in astrofisica. la candidata Sarah Caddy, che ha contribuito a progettare e costruire il telescopio Huntsman.
Caddy ha lavorato con un team di dottorandi. studenti e personale di Macquarie per schierare l'Huntsman, che ha celebrato la sua apertura ufficiale presso l'Osservatorio di Siding Springs a Coonabarabran lo scorso anno.
Il telescopio combina una fotocamera astronomica e un'attrezzatura di messa a fuoco astromeccanica con una serie di 10 obiettivi Canon da 400 mm altamente sensibili, orientati per coprire la stessa porzione di cielo.
Poiché il sole disperde la maggior parte della luce proveniente da altri oggetti celesti, gli astronomi raramente osservano durante il giorno, ma Caddy e i suoi colleghi hanno testato speciali filtri a "banda larga" su una versione di prova del telescopio Huntsman per bloccare la maggior parte della luce diurna pur consentendo lunghezze d'onda specifiche provenienti da oggetti celesti. passare attraverso.
Questa versione di prova, un telescopio pathfinder mini-Huntsman a lente singola installato presso l'osservatorio dell'Università, ha consentito al gruppo di ricerca di valutare varie impostazioni in un ambiente controllato senza influenzare il telescopio Huntsman.
La funzionalità diurna dell'Huntsman consente il monitoraggio continuo di alcune stelle luminose che possono essere inosservabili di notte per mesi perché sono troppo vicine al sole.
Un esempio è la supergigante rossa Betelgeuse, una stella vicina a circa 650 anni luce di distanza nella costellazione di Orione nella nostra galassia, la Via Lattea.
Betelgeuse è di grande interesse per gli astronomi poiché la stella si è attenuata notevolmente dalla fine del 2019 al 2020, probabilmente a causa di una maggiore espulsione di gas e polvere.
"Senza questa modalità diurna, non avremmo idea se una delle stelle più luminose del cielo sia diventata una supernova fino a pochi mesi dopo che la sua luce esplosiva ha raggiunto la Terra", afferma il coautore Professore Associato Lee Spitler, Responsabile dei Progetti Spaziali presso la NASA. Ottica astronomica australiana (AAO) di Macquarie.
"Sappiamo che Betelgeuse esploderà 'presto' [in termini astronomici questo significa in qualsiasi momento tra oggi e milioni di anni nel futuro], ma non esattamente quando accadrà.
"Per circa quattro mesi all'anno, è osservabile solo durante il giorno perché in questo momento il sole si frappone tra Betelgeuse e la Terra."
Lo studio ha confermato che i dati fotometrici diurni di Huntsman per Betelgeuse coincidono con le osservazioni degli osservatori di tutto il mondo e persino con i telescopi spaziali.
"Questa svolta apre la strada a studi ininterrotti a lungo termine su stelle come Betelgeuse mentre subiscono potenti eruzioni verso la fine della loro vita, espellendo enormi quantità di materiale stellare nelle fasi finali del ciclo cosmico di rinascita", afferma Spitler. /P>
"Gli astronomi adorano quando le stelle della Via Lattea diventano supernove perché possono dirci moltissimo su come vengono creati gli elementi nell'universo."
Sfortunatamente, aggiunge, le supernova nella Via Lattea sono relativamente rare:l'ultima volta che si è verificata è stata nel 1604.
"Ma quando nel 1987 una supernova esplose in una mini-galassia vicino alla Via Lattea, questo fu così utile per gli astronomi che quasi 40 anni dopo osservano ancora l'esplosione della supernova in espansione."
Padroneggiare l'osservazione diurna offre anche un grande vantaggio nel campo in rapida espansione della consapevolezza situazionale spaziale (SSA), che consiste nel monitoraggio attento di una popolazione in continua crescita di satelliti, detriti spaziali e altri oggetti artificiali in orbita attorno alla Terra.
Nei prossimi 10 anni verranno lanciati più satelliti che in tutta la storia dell'esplorazione spaziale umana.
"Con circa 10.000 satelliti attivi già in circolazione sul pianeta e piani di lancio di altri 50.000 satelliti in orbita terrestre bassa nel prossimo decennio, c'è una chiara necessità di reti di telescopi dedicate diurne e notturne per rilevare e tracciare continuamente i satelliti", afferma Caddy.
Le potenziali collisioni satellitari hanno gravi implicazioni per le comunicazioni, il GPS, il monitoraggio meteorologico e altre infrastrutture critiche.
La fotometria satellitare, una tecnica astronomica che utilizza telescopi ottici per studiare i cambiamenti nella luminosità degli oggetti celesti, può rivelare informazioni preziose, tra cui la composizione, l'età e le condizioni degli oggetti orbitanti.
"L'apertura all'osservazione diurna dei satelliti ci consente di monitorare non solo la loro posizione, ma anche il loro orientamento, e aggiunge informazioni alle informazioni che otteniamo dal radar e da altri metodi di monitoraggio, proteggendoci da potenziali collisioni", afferma Caddy.
Il team di Caddy ha dimostrato il potenziale dell'Huntsman per altre osservazioni astronomiche che richiedono copertura diurna e notturna, compreso il monitoraggio dei satelliti.
Il team ha utilizzato il mini-Huntsman per affinare le tecniche nel corso di molti mesi, indagando sistematicamente fattori quali tempi di esposizione ottimali, tempi di osservazione e tracciamento preciso dei bersagli anche attraverso la turbolenza atmosferica.
"L'astronomia diurna è un campo entusiasmante e, con i progressi nei sensori delle fotocamere, nei filtri e in altre tecnologie, abbiamo riscontrato notevoli miglioramenti nella sensibilità e nella precisione ottenibili in condizioni di cielo luminoso", afferma Caddy.
Aggiunge Spitler:"Abbiamo perfezionato una metodologia per l'osservazione diurna e abbiamo dimostrato che è possibile farlo con attrezzature economiche e di fascia alta come gli obiettivi Canon."
Huntsman è stato costruito in modo che i 10 obiettivi funzionino in parallelo, alimentando 10 sensori CMOS ultraveloci della fotocamera che insieme possono acquisire migliaia di immagini a breve esposizione al secondo.
La fotocamera collegata può elaborare immagini e gestire flussi di dati molto grandi in un istante, utilizzando il controllo robotico per tracciare e catturare oggetti in rapido movimento e fornire un monitoraggio continuo degli oggetti 24 ore su 24.
"Essere in grado di effettuare osservazioni accurate 24 ore su 24 infrange le restrizioni di lunga data su quando gli astronomi possono scansionare il cielo", afferma Spitler.
"L'astronomia diurna sarà sempre più critica man mano che entriamo nella prossima era spaziale."
