Alcuni strumenti…

Il popolo egiziano utilizzava il “merkhet” per osservare il passaggio in meridiano di alcune stelle, i decani, che indicavano l’ora durante la notte. Il cambio della posizione delle stelle durante l’anno rendeva possibile avere indicazioni calendariali. Tolomeo utilizzò e perfezionò il quadrante (già usato dai Babilonesi), un quarto di cerchio graduato che veniva utilizzato per individuare l’altezza degli astri soprattutto durante la navigazione. Uno dei più famosi strumenti dell’antichità è l’astrolabio, attribuito ad Ipparco. E’ costituito da un disco dove è rappresentato il cielo in una determinata latitudine con una parte ruotante con la posizione delle principali stelle. Con l’astrolabio è possibile localizzare gli astri e prevederne la posizione in funzione dell’ora. Il più antico meccanismo per determinare il movimento degli astri è la “Macchina di Anticitera”, un complesso planetario meccanico risalente al 150-100 a.C. Uno strumento ancora molto utilizzato per la divulgazione astronomica è il planetario. Si tratta di un proiettore che riproduce la volta celeste attraverso una cupola semisferica che funge da schermo

Gli strumenti ottici e il telescopio

Si ritiene che già i popoli dell’antichità come gli Assiri, conoscessero e utilizzassero il cannocchiale, ma il creatore del primo telescopio è considerato l’ottico olandese Hans Lippershey semplicemente perché fu il primo a brevettarlo nel 1608. Questo telescopio aveva appena tre ingrandimenti. Galileo Galilei com’è noto perfezionò tale strumento e fu il primo a fare delle rilevanti scoperte astronomiche. I telescopi possono essere divisi in due categorie, rifrattori e riflettori. Il telescopio rifrattore (come i primi modelli) si basa sulla rifrazione della luce ed è formato da un sistema di due lenti. Questo telescopio soffre della cosiddetta “aberrazione cromatica” (l’immagine si presenta con i contorni variamente colorati). Il telescopio riflettore (inventato da Isaac Newton) si basa sul principio della riflessione ed è composto da uno specchio parabolico che raccoglie la luce e da una lente verso cui vengono diretti i raggi luminosi.

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L’Unione Astronomica Internazionale (IAU)

L’Unione Astronomica Internazionale è un organizzazione nata nel 1919, con sede a Parigi, che si occupa della promozione e della salvaguardia dell’astronomia a livello mondiale. Ha il compito di assegnare le denominazioni ai corpi celesti e le caratteristiche fisiche di questi. L’IAU si compone di 70 membri nazionali (organizzazioni che rappresentano le comunità astronomiche di ogni stato) e più di diecimila soci individuali (scienziati che si sono distinti per meriti scientifici in ambito astronomico). L’INAF è l’ente che rappresenta l’Italia.
L’attività dell’IAU è organizzata attraverso 12 divisioni scientifiche (Astronomia fondamentale, Il Sole e l’eliosfera, Scienze dei sistemi planetari, Le stelle ,Le stelle variabili, La materia interstellare, La Via Lattea, Le galassie e l’universo, Tecniche ottiche ed infrarosso, Radioastronomia, Astrofisica delle alte energie e tecniche spaziali, Attività comuni a tutte le divisioni) e 40 commissioni si occupano delle diverse attività delle divisioni. Le assemblee dell’IAU si svolgono ogni 3 anni in una nazione diversa.

L’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)

L’Istituto Nazionale di Astrofisica è l’ente che promuove e coordina la ricerca astronomica in Italia. E’ organizzato in 20 strutture di ricerca: 19 in territorio italiano (compresi gli osservatori astronomici professionali) e una nelle isole canarie (il Telescopio Nazionale Galileo). L’INAF è impegnato a livello internazionale con il progetto LBT (Il Large Binocular Telescope) ed è membro dell’organizzazione astronomica “European Southern Observatory”. Collabora inoltre nella ricerca con la NASA, l’Agenzia Spaziale Europea e L’Agenzia Spaziale Italiana.

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Profilo di un astrofilo

Gli astrofili si riuniscono spesso in gruppi o associazioni formatesi nelle loro località di appartenenza. Le attività principali di un astrofilo sono l’osservazione della volta celeste con o senza il telescopio e l’astrografia (la fotografia del cielo e dei fenomeni celesti con opportune fotocamere).
Attraverso le associazioni il contributo degli astrofili si è negli anni allargato a vera e propria divulgazione astronomica attraverso pubblicazioni online e su riviste, conferenze, convegni e osservazioni astronomiche per determinati eventi o fenomeni. Le attrezzature di cui dispone un’associazione possono arrivare anche a notevoli osservatori astronomici.
I contributi degli astrofili nella ricerca astronomica si compiono soprattutto nella raccolta dati. Questo perché tanti piccoli osservatori possono vedere molti più fenomeni di pochi telescopi professionali concentrati su attività specifiche. Gli astrofili spesso si occupano dell’osservazione o scoperta di asteroidi e comete, monitoraggio dei cambiamenti di luminosità di stelle doppie, stelle variabili, e supernove.

Le associazioni astrofile in Italia e l’Unione Astrofili Italiani

In Italia ci sono tantissimi gruppi o associazioni astrofile che operano a livello locale, provinciale, regionale. La più grande associazione è l’Unione Astrofili Italiani (UAI) che annovera tra i suoi soci sia professionisti che amatori dell’astronomia. Attiva da quarant’anni l’UAI conta tra gli aderenti almeno 200 associazioni e migliaia di singoli soci. L’associazione ha al suo interno delle specifiche sezioni di ricerca con finalità di dare contributi scientifici alla ricerca professionale. Attualmente le sezioni attive sono: Sole, Luna, Pianeti, Asteroidi, Meteore, Comete, Stelle variabili, Cielo Profondo, Quadranti Solari, Astrocultura, Strumentazione, Radioastronomia, Spettroscopia Pianeti Extrasolari. L’UAI ha un proprio sito internet e un proprio periodico bimestrale “Astronomia”, con pubblicazioni scientifiche, resoconti sull’attività delle sezioni, informazioni su eventi o attività delle associazioni locali.

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Le caratteristiche principali del Grande Telescopio Binoculare

Il Large Binocular Telescope è attualmente il più grande telescopio al mondo. Il suo binocolo è costituito da due specchi con diametro di 8,4 metri sulla stessa montatura: con questo apparecchio sarebbe possibile vedere un’automobile sulla superficie lunare. Gli specchi sono forniti di una macchina fotografica digitale, la Large Binocular Camera che arriva ad una risoluzione di 37 milioni di pixel. La finalità del LBT sono le cosiddette “ricerche di frontiera” come l’origine delle galassie, la forma e la struttura dell’universo, vedere i pianeti delle stelle a noi vicine, studiare i buchi neri giganti.

Marco Pedani, l’astronomo italiano del progetto LBT

Marco Pedani è l’astronomo italiano che contribuisca al progetto LBT. Attualmente è Instrument Scientist per i MODS (i doppi spettrografi multi oggetto montati sul telescopio). Pedoni si è laureato in Astronomia nel 1996 all’Università di Bologna. Dopo il dottorato nella stessa università ha lavorato otto anni presso il Telescopio Nazionale Galileo, il più grande telescopio italiano situato nell’isola di San Miguel de La Palma, nelle Canarie. Qui è diventato responsabile dello spettrografo multi oggetto. Nel 2007 ha fatto domanda per LBT dove tutt’ora sta lavorando.

Le tipologie di osservatori astronomici

Nell’antichità gli osservatori erano dei luoghi in cui si osservava il cielo ad occhio nudo. Il monumento di Stonehenge per fare un semplice esempio è considerato un possibile osservatorio, anche se è probabile che nell’antichità gli studi astronomici fossero strettamente collegati con quelli astrologici.L’osservatorio astronomico per antonomasia è situato sulla superficie terrestre. Generalmente è situato lontano dai centri abitati per evitare inquinamento dalle fonti di luce. E’ caratterizzato da uno o più telescopi ottici coperti da una cupola che funge da protezione. La cupola ha una fessura che si apre durante l’utilizzo del telescopio e può ruotare per permettere l’osservazione delle diverse zone del cielo. Gli osservatori astronomici più moderni sono stati costruiti a quote molto elevate (sopra i 4000 metri). Questo perché ad alta quota l’aria è più rarefatta e l’osservazione è meno disturbata da turbolenze atmosferiche. Per superare del tutto i problemi dell’atmosfera terrestre sono stati creati veri e propri osservatori spaziali: si tratta di telescopi che vengono lanciati nello spazio. Un’altra importante tipologia di osservatori sono i radiotelescopi. Consistono in grandi antenne paraboliche che rilevano le onde radio che provengono dalla spazio.

Gli osservatori astronomici in Italia

Nel bel paese esistono allo stato attuale ben dodici osservatori astronomici definiti professionali, coordinati e finanziati dall’Istituto Nazionale di Astrofisica. Si tratta degli osservatori astronomici di Bologna, Cagliari, Catania, di Arcetri (a Firenze), di Brera e Merate (a Milano), di Capodimonte (a Napoli), di Asiago e del monte Ekar (a Padova), di Palermo, Roma, Teramo, Pino Torinese (a Torino) e Trieste. Esistono poi tanti altri osservatori dislocati nel territorio italiano, gestiti da associazioni e astrofili. Il telescopio “Copernico” nella Cima Ekar è il più grande presente in Italia con 182 cm di diametro. In Sardegna nei pressi di San Basilio è attualmente in costruzione il “Sardinia Radio Telescope” una radiotelescopio che con la sua parabola di 64 metri è il più grande d’Europa.

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Sonde e Telescopi Spaziali

Negli ultimi anni parte delle missioni spaziali si sono concentrate sullo studio e l’esplorazione di Marte: a partire dagli anni ’60 sono state lanciate ad intervalli regolari svariate sonde con veicoli orbitanti o esplorativi per la raccolta di informazioni. Un altro importante e attuale programma è L’Earth Observing System che consiste nell’osservazione della Terra dallo spazio mediante satelliti, per comprendere e prevedere i cambiamenti del pianeta.Per esplorare lo spazio la NASA ha condotto diversi programmi spaziali, inviando sonde per l’esplorazione dei pianeti del sistema solare: il programma Mariner è stato destinato allo studio di Venere, Marte e Mercurio; il programma Voyager destinato allo studio di Giove e Saturno è poi proseguito nell’esplorazione di Urano e Nettuno. Per l’osservazione spaziale la NASA si serve dei telescopi spaziali, come il telescopio riflettore Hubble, il telescopio spaziale Spitzer, che osserva nell’infrarosso e il telescopio Chandra che osserva lo spazio nei raggi X.

La Stazione Spaziale Internazionale

La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è un centro di ricerca attualmente in fase di completamento che si trova in orbita attorno alla Terra. La sua costruzione è cominciata nel 1998 e dovrebbe concludersi nel 2012. E’ il più grande satellite artificiale orbitante e la più grande stazione spaziale mai costruita. La ISS è un progetto multinazionale gestito da l’agenzia spaziale statunitense (NASA), russa (RKA), canadese (CSA), europea (ESA) e giapponese (JAXA). Questo grande laboratorio di ricerca è stato creato per permettere all’equipaggio di svolgere ricerche ed esperimenti in biologia, medicina, fisica, astronomia e meteorologia. Nella stazione è installato L’Alpha Magnetic Spectrometer, un rivelatore di particelle per la ricerca di nuovi tipi di quest’ultima (materia oscura, antimateria). Attraverso i suoi esperimenti aiuterà i ricercatori a studiare l’origine del Universo.

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Origini ed evoluzione dell’astronomia

In realtà questa disciplina esisteva già prima dei greci e viene considerata la più antica del mondo: l’uomo ha da sempre rivolto gli occhi al cielo e osservando le stelle, i pianeti, le galassie si è sempre posto grandi interrogativi. Nonostante astronomia e astrologia abbiano la stessa origine non vanno confuse: solo l’astronomia è una scienza, mentre l’astrologia è una pseudoscienza che ritiene che i corpi e i fenomeni celesti abbiano un’influenza sulla vita dell’uomo.
Le prime osservazioni dei fenomeni celesti venivano fatte ad occhio nudo dagli stregoni, dai sacerdoti dei culti religiosi. Le costellazioni nacquero per soddisfare bisogni pratici (come l’orientamento e come indicatori del tempo) e di tipo religioso. I popoli egizi e cinesi sono considerati tra i primi a gettare le basi dell’astronomia con l’utilizzo dei calendari. I greci per primi tentarono di spiegare la volta celeste, e Tolomeo con la sua opera è considerato uno dei maggiori esponenti. Nel medioevo (e con l’avvento del telescopio) le teorie precedenti vennero rivoluzionate da studiosi come Copernico, Keplero e Galileo Galilei, che imposero il sistema eliocentrico, e in seguito da Newton con la legge di gravitazione.

L’astronomia oggi

Nel XX secolo si è giunti alla scoperta delle galassie, della Via Lattea, si è arrivati a teorizzare l’espansione dell’universo e la sua creazione con la teoria del “Big Bang”. L’uomo ha conquistato lo spazio e ha cominciato ad studiare le stelle fuori dall’atmosfera con i telescopi spaziali. Oggi l’astronomia e la ricerca astronomica si sono espanse grazie a diverse scienze e campi di studio che la integrano come la cosmologia (che studia l’universo, la sua evoluzione e ne cerca le origini), l’astrofisica (che studia le caratteristiche fisiche dei corpi celesti) o la radioastronomia (che studia i fenomeni celesti attraverso le onde radio che questi emettono).

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L’astrofisica

Le conoscenze della fisica sono ormai inscindibili con la ricerca astronomica tanto che la parola astrofisica è diventato sinonimo di astronomia, e lo studioso, il ricercatore in queste discipline è chiamato comunemente astrofisico. Non deve stupire quindi che una solida base di matematica e fisica sia necessaria per intraprendere questo percorso e che queste materie siano le principali dei corsi di laurea in astronomia. Molti studenti che si iscrivono a questo corso rimangono spesso delusi perché le materie studiate nei primi anni non erano quelle che si aspettavano. L’astronomo deve essere trainato da una forte tenacia e passione per dedicarsi ad una disciplina così impegnativa.

Gli Istituti universitari italiani dove si studia astronomia

L’astronomia oggi non si limita alla mera osservazione, ma attraverso l’integrazione con diverse discipline come la fisica e la matematica è una scienza che applica un rigoroso metodo scientifico.
In Italia il corso di Laurea in Astronomia si può frequentare nelle Università di Bologna e di Padova. In alternativa è possibile seguire un corso di laurea triennale in Fisica e successivamente conseguire la specializzazione in Astrofisica anche in altre facoltà, come la Laurea Specialistica in Astronomia e Astrofisica all’Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, la Laurea Specialistica in Astrofisica e Fisica dello Spazio all’ Università degli Studi di Milano – Bicocca, il Corso di Laurea Magistrale in Scienze Fisiche e Astrofisiche all’Università degli studi di Firenze.

Prospettive lavorative

Con la laurea triennale è possibile trovare lavoro in aziende del settore spaziale o informatico. Se si completa l’intero percorso di studi (laurea triennale, specialistica e dottorato) si può accedere alla ricerca e all’insegnamento universitario. Con la laurea specialistica si può lavorare come ricercatori negli osservatori astronomici, negli enti di ricerca nazionali (come L’istituto Nazionale di Astrofisica o L’agenzia Spaziale Italiana) e internazionali.

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Galileo Galilei (1564 – 1642)

E’ considerato il padre della scienza moderna. Ha introdotto il metodo scientifico in campo astronomico. E’ stato il primo a fare rilevanti scoperte astronomiche con l’uso del telescopio: la superficie irregolare della Luna, le macchie solari, le fasi di Venere, i satelliti di Giove, la forma tricorporea di Saturno e che la Via Lattea era costituita da stelle.

Altri nomi dell’astronomia italiana

Giovanni Battista Riccioli (1598 – 1671)
Gesuita, sostenitore del sistema Tolemaico ma affascinato dalle teorie Copernicane in un momento storico di grande dibattito. E’ ricordato per aver tracciato una mappa lunare, con un sistema di nomenclature utilizzato ancora oggi.

Geminiano Montanari (1633 – 1687):
Inaugurò gli studi sulle variazioni di magnitudine delle stelle osservando attorno al 1667 le variazioni di luminosità la stella Algol, nella costellazione di Perseo.

Francesco Bianchini (1662 – 1729)
Nel 1727 disegna la prima carta di Venere.

Giuseppe Piazzi (1746 – 1826)
Scoprì nel 1801 il primo asteroide, da lui battezzato Cerere.

Barnaba Oriani (1752 – 1832)
Stabilì l’orbita di Urano, poco dopo la scoperta del pianeta da parte dell’astronomo tedesco William Herschel nel 1781

Giovanni Antonio Amedeo Plana (1781 – 1864)
E’ considerato uno tra i più importanti scienziati italiani del XIX secolo. Intraprese ricerche sui moti della Luna (con Francesco Carlini) e numerosi studi geodesia. E’ stato il fondatore dell’Osservatorio Astronomico di Torino.

Francesco Carlini (1783 – 1862)
Noto per le “Tavole su Sole” e per la teoria sul moto della Luna che fece con Giovanni Antonio Amedeo Plana.

Angelo Secchi (1818 – 1878)
Astronomo e Gesuita, ha catalogato le stelle in base alle loro caratteristiche spettroscopiche ed è per questo considerato l’iniziatore della spettroscopia astronomica.

Giovanni Virginio Schiaparelli (1835 – 1910)
Ipotizzo correttamente che le stelle cadenti fossero frammenti di comete. Osservatore e studioso del pianeta Marte ne individuò le linee scure che lo attraversano chiamandole “canali”.

Vincenzo Cerulli (1859 – 1927)
Studioso del pianeta Marte, sostenne la teoria (che si rivelò corretta) che i suoi famosi canali fossero solo delle illusioni ottiche. Noto per essere tra i primi ad aver utilizzato la fotografia per studiare il cielo.

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Galileo e il telescopio

Galileo è ritenuto il primo studioso ad utilizzare il telescopio per studiare i corpi celesti. In realtà il primo modello di telescopio viene datato 1608 con le richieste di brevetto degli ottici olandesi Hans Lipperhey e Jacobs Metius. Il primo telescopio è il cosiddetto rifrattore: si basa sul fenomeno della rifrazione utilizzando le lenti. Nel 1609 questo modello, che aveva al massimo quattro ingrandimenti, si diffuse in Europa per essere utilizzato nelle osservazioni del cielo. Galileo migliorò questo strumento e fu il primo ad utilizzarlo per fare delle osservazioni e delle scoperte che porteranno alla rivoluzione astronomica.

Le scoperte astronomiche di Galileo

- La Luna era ritenuta, come tutti i corpi celesti, perfetta e sferica. Galileo dalle sue osservazioni dedusse che le macchie, le regioni scure della luna erano ombre e che la superficie lunare era ruvida, composta da crateri e montagne.

- L’osservazione del Sole lo portò all’individuazione delle macchie solari e a confutare ulteriormente la teoria della perfezione dei corpi celesti.

- I satelliti di Giove non sono visibili ad occhio nudo. Galileo osservando il pianeta con il telescopio scoprì quattro lune, ovvero quattro satelliti (i più luminosi) che avevano gli stessi movimenti della Luna attorno alla Terra.

- Galileo studiando Venere notò che aveva delle fasi in base all’illuminazione della sua superficie, arrivando alla conclusione che ruotava intorno alla Sole.

- Osservando Saturno, Galileo lo definì “tricorporeo”, formato da un grande corpo centrale con due corpi più piccoli ai lati. Il telescopio di Galileo non era abbastanza potente per permettergli di vedere gli anelli.

- Galileo confermò definitivamente che la Via Lattea non era una lunga scia luminosa, bensì era formata da un ammasso di piccole stelle.

Foto: Ritratto di Galileo Galilei dipinto da Justus Sustermans nel 1636. Fonte: Wikipedia