Square Kilometre Array
Lo Square Kilometre Array (SKA) è un progetto di un radiotelescopio che sarà costruito in Australia e in Sud Africa. Lo SKA avrà un'apertura totale di un chilometro quadrato, opererà su un ampio spettro di frequenze e le sue dimensioni lo renderanno 50 volte più sensibile di un qualsiasi altro radiotelescopio. Richiederà una centrale elaborativa ad altissime prestazioni e collegamenti a lungo raggio con una capacità maggiore dell'attuale traffico internet globale. Il radiotelescopio sarà capace di analizzare il cielo più di diecimila volte velocemente di quanto sia mai stato fatto prima.
| Square Kilometre Array (SKA) | |
|---|---|
 | |
| Stato | [[File:Non hai inserito il nome/codice della nazione! Leggi il manuale del template che stai usando!|class=noviewer|Non hai inserito il nome/codice della nazione! Leggi il manuale del template che stai usando! (bandiera)|20x16px]] Non hai inserito il nome/codice della nazione! Leggi il manuale del template che stai usando! |
| Localizzazione | Australia / South Africa |
| Coordinate | 30°43′16″S 21°24′40″E |
| Costruito nel | Fase 1 2018-2023 Fase 2 2023-2030 [1] |
| Prima luce nel | 2020 (prevista) |
| Caratteristiche tecniche | |
| Tipo | Apparato di antenne fasate |
| Area | 1,000,000 m² m² |
| [skatelescope.org Sito ufficiale] | |
Grazie a stazioni riceventi che si estendono per una distanza di almeno 3000 chilometri da un nucleo centrale, metterà alla prova la capacità dei radioastronomi fornendo le immagini a maggior risoluzione di tutta la storia dell'astronomia. Lo SKA verrà costruito sia nell'emisfero australe, sia in stati sub-Sahariani con un centro principale in sia in Sud Africa che in Australia, dove la vista della Via Lattea è la migliore e vi sono minori interferenze radio.
La costruzione dello SKA è programmata per iniziare nel 2018 e dovrebbe fornire le prime osservazioni nel 2020. Lo SKA sarà costruito in due fasi. La Fase 1 (2018-2023) rappresenterà circa il 10% delle potenzialità dell'intero telescopio. I costi della fase uno sono stati limitati nel 2013 a 650 milioni di euro, mentre non è stato ancora stabilito un tetto di spesa per la Fase 2. Il quartier generale del progetto è stato collocato allo Jodrell Bank Observatory, nel Regno Unito, che è prevalso sull'altro candidato: il Castello Carrarese a Padova.
Organizzazione
Lo SKA, progetto globale con dieci stati membri, punta a rispondere ad alcune domande fondametali riguardanti l'origine e l'evoluzione dell'Universo. Nel Novembre del 2011 si è passati da una collaborazione internazionale ad un'azienda indipendente e no-profit, la "SKA Organisation". I membri della SKA Organisation sono:
- Australia: Dipartimendo dell'Industria e della Scienza
- Canada: Consiglio Nazionale delle Ricerche
- Cina: Osservatorio Astronomico Nazionale dell'Accademia Cinese delle Scienze
- Germania: Ministro Federale dell'Educazione e della Ricerca (ritiratasi nel 2014)
- India: Centro Nazionale per la Radio Astrofisica
- Italia: Istituto Nazionale di Astrofisica
- Nuova Zelanda: Ministero dello Sviluppo Economico
- Sud Africa: Fondazione Nazionale di Ricerca
- Svezia: Osservatorio Spaziale Onsala
- Olanda: Organizzazione Olandese per la Ricerca Scientifica
- Regno Unito: Consiglio per le Strutture Scientifiche e Tecnologiche
Descrizione
Lo SKA combinerà i segnali ricevuto da migliaia di piccole antenne sparse su una distanza di oltre 3000km per simulare un radiotelescopio gigante capace di sensibilità e risoluzione angolare estremamente alte. Lo SKA avrà anche un campo visivo molto ampio, con un picco a frequenza inferiori ad 1 GHz di 200 gradi quadrati e più di un grado quadrato (circa 5 Lune piene) a frequenze maggiori. Un'idea innovativa è l'uso di matrici sul piano focale utilizzando antenne in fase per ottenere punti di vista multipli. Questo incrementerà moltissimo la velocità di analisi dello SKA e consentirà a più utenti di osservare differenti parti di cielo simultaneamente. La combinazione di un campo di vista molto ampio con l'alta sensibilità fa immaginare che lo SKA trasformerà lo studio dell'Universo.
Lo SKA fornirà una copertura continua su frequenze comprese tra i 50MHz e i 14GHz nelle prime due fasi della sua costruzione. Una terza fase estenderà la gamma di frequenze fino a 30GHZ.
La gamma di frequenze da 50MHz a 14GHz, dal momento che varia di più di due ordini di grandezza, non può essere coperta utilizzando un solo tipo di antenna, e pertanto lo SKA comprenderà apparati di tre tipi di antenna, che formeranno lo SKA-low, lo SKA-mid e i raggruppamenti di parabole.
- SKA-low array: un raggruppamento fasato di semplici antenne a dipolo, per coprire lo spettro di frequenze dai 50 ai 350MHz. Queste saranno raggruppate in stazioni di 100m di diametro contenenti circa 90 elementi ciascuna.
- SKA-mid array: un apparato formato da diverse antenne paraboliche per coprire le frequenze dai 350MHz ai 14GHz. Ci si aspetta che il progetto dell'antenna seguirà quello dello Allen Telescope Array, utilizzando un'antenna offset gregoriana avente un'altezza di 15 metri e una larghezza di 12 metri.
- SKA-survey array: uno schieramento compatto di antenne paraboliche di 12-15 metri di diametro ciasuna per frequenze a medio raggio, ciascuna equipaggiata con innovativi sistemi fasati multi-beam con un punto di vista molto ampio.
Obiettivi principali
Le potenzialità di SKA serviranno a cercare una risposta a molte domande in astrofisica, fisica fondamentale, cosmologia e astrofisica delle particelle, oltre che ampliare l'orizzonte dell'universo osservabile. Una serie di progetti-chiave che sono stati selezionati per essere implementati attraverso lo SKA sono elencati a seguire.
Prove estreme della relatività generale
Per almeno cento anni, la teoria della relatività generale di Einstein ha predetto accuratamente il risultato di qualsiasi esperimento pensato per metterla alla prova. Molti di questi esperimenti, inclusi i più stringenti, sono stati portati a termite utilzizando misurazioni radioastronomiche. Utilizzando pulsar come rilevatori di onde gravitazionali cosmiche, o pulsar periodiche scoperte orbitare attorno a buchi neri, gli astronomi saranno in grado di esaminare i limiti della relatività generale, come il comportamento dello spazio-tempo in regioni di spazio estremamente curvato. L'obiettivo è quello di rilevare se Einstein aveva descritto correttamente lo spazio, il tempo e la gravità, oppure se teorie alternative alla relatività generale sono necessarie per spiegare questi fenomeni.
Galassie, cosmologia, materia oscura ed energia oscura
La sensibilità dello SKA nella Riga a 21 cm dell'idrogeno neutro consentirà di mappare un miliardo di galassie oltre i confini dell'Universo osservabile. La rilevazione della struttura a larga scala del cosmo fornirà vincoli per determinare i processi risultanti la formazione e l'evoluzione delle galassie. Visualizzare l'idrogeno attraverso l'Universo fornirà un disegno tridimensionale delle prime ondulazioni delle strutture che hanno formato le singole galassie e i raggruppamenti. Questo potrà anche consentire la misurazione degli effetti causati dall'energia oscura che stanno provocando l'incremento del tasso di espansione dell'universo.
Le misurazioni cosmologiche consentite dalle analisi della galassia effettuata dallo SKA includono modelli di prova per energia oscura, gravità, universo primordiale e cosmologia fondamentali. Questi esperimenti sono tutti riassunti in una serie di articoli disponibili in rete.
L'epoca della reionizzazione
Lo SKA è pensato per fornire dati osservativi relativi all'Era Oscura (entro i 300.000 anni dopo il Big Bang, quando termina la radiazione e l'universo si raffredda), e al tempo della Prima Luce (un miliardo di anni dopo, quando si osservano per la prima volta le giovani galassie). Osservando la distribuzione primordiale del gas, lo SKA dovrebbe essere in grado di vedere come l'Universo si è gradualmente illuminato non appena stelle e galassie si sono formate ed evolute. Il periodo compreso tra l'Età Oscura e la Prima Luce è considerato il primo capitolo nella storia cosmica della creazione e l'importanza di vedere questo evento è la ragione principale per cui è stato progettato lo SKA. Per vedere indietro fino alla Prima Luce è necessario un telescopio 100 volte più potente dell'attuale radiotelescopio più grande al mondo.
Magnetismo cosmico
Non è ancora possibile rispondere alle domande fondamentali riguardanti l'origine e l'evoluzione dei campi magnetici cosmici, ma è chiaro che si tratta di componenti molto importanti nello spazio interstellare e intergalattico. Mappando l'effetto del magnetismo sulla radiazione di galassie molto distanti, lo SKA analizzerà la forma del magnetismo cosmico e il ruolo che ha giocato nell'evoluzione dell'Universo
Cerca di vita extraterrestre
Questo programma scientifico chiave, chiamato "Cradle of Life" (letteralmente "rastrello di vita"), si focalizzerà su tre obiettivi: dischi protoplanetari in zone abitabili, ricerca di materiale chimico prebiotico e ricerca di vita extraterrestre intelligente (SETI).
- Lo SKA sarà in grado di analizzare la zona abitabile di protostelle simili al Sole dove pianeti o lune simili alla Terra avranno più facilmente ambienti favorevoli allo sviluppo della vita;
- Gli astrobiologia saranno in grado di utilizzare lo SKA per cercare composti organici complessi nello spazio profondo, inclusi amminoacidi, identificando righe spettrali a specifiche frequenze;
- Lo SKA sarà in grado di ricevere segnali radio estremamente deboli da civiltà extraterrestri, se esistenti.
Storia e sviluppi futuri
Lo SKA è stato concepito nel 1991 e organizzato da un gruppo di lavoro internazionale nel 1993, portando alla firma del primo Memorandum di Accordo nel 2000. Vi è stato in seguito un considerevole sviluppo inziale culminato con l'inizio di PrepSKA nel 2008, conclusosi con un progetto completo dello SKA nel 2012. La costruzione della Fase 1 prenderà luogo dal 2018 al 2020, fornendo un apparato in grado di portare a termine i primi esperimenti. La Fase due sarà completata nel 2025, fornendo la sensibilità completa sulla gamma di frequenze almeno fino a 14GHZ. Lo SKA è progettato per costare 2 miliardi di euro, includendo 650 milioni per il completamento della Fase 1 nel 2020.
Collegamenti esterni
- ^ The project timeline, su skatelescope.org, SKA Organisation. URL consultato il 28 October 2014.