{"id":215,"date":"2018-04-17T16:03:49","date_gmt":"2018-04-17T16:03:49","guid":{"rendered":"https:\/\/frontierainaf.wordpress.com\/?p=210"},"modified":"2019-01-31T20:39:36","modified_gmt":"2019-01-31T19:39:36","slug":"uo2-tecnologie-per-lalta-risoluzione-spaziale","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/frontiera.inaf.it\/?p=215","title":{"rendered":"UO2: Tecnologie per l\u2019Alta Risoluzione Spaziale"},"content":{"rendered":"

La UO2<\/strong> \u00e8 dedicata alla realizzazione di uno strumento ad altissima risoluzione spaziale per il Large Binocular Telescope, SHARK<\/strong>, progettato per la ricerca e caratterizzazione di sistemi planetari e di regioni di formazione stellare.<\/p>\n

SHARK \u00e8 stato selezionato, in base a bando competitivo emesso da LBTO, come strumento di seconda generazione per il Large Binocular Telescope, e si avvantagger\u00e0 della eccezionale correzione che viene fornita dai sistemi di ottica adattiva del telescopio, che rimuovono in modo quasi perfetto le aberrazioni introdotte dalla turbolenza atmosferica sulla luce proveniente dagli oggetti celesti.<\/p>\n

Per sfruttare appieno la capacit\u00e0 di osservazione binoculare del Large Binocular Telescope, composto da due telescopi da 8.4m di diametro installati su un\u2019unica montatura, lo strumento \u00e8 stato diviso in due canali: in un telescopio sar\u00e0 installato il canale visibile (SHARK-VIS), mentre nell\u2019altro telescopio sar\u00e0 installato il canale del vicino infrarosso (SHARK-NIR). Ogni canale consiste in una camera per osservazioni in imaging diretto, imaging coronografico e spettroscopia. Complessivamente lo strumento permette di osservare dal visibile al vicino infrarosso (da 0.45\u00b5m a 1.7\u00b5m).<\/p>\n

La rivelazione diretta di esopianeti \u00e8 il core della scienza di entrambi gli SHARK, e ha dettato quindi i loro requisiti scientifici e tecnici, ma sia SHARK-NIR sia SHARK-VIS avranno anche un ruolo molto importante nello studio della formazione stellare e delle galassie caratterizzate da nuclei attivi (AGN) molto luminosi, per i quali sar\u00e0 possibile rivelare dettagli morfologici delle zone immediatamente adiacenti al nucleo quando osservati in modalit\u00e0 coronografica.<\/p>\n

Le capacit\u00e0 spettroscopiche permetteranno inoltre di caratterizzare le atmosfere di pianeti scoperti dai telescopi Kepler, TESS e PLATO.<\/p>\n

I due canali SHARK sono stati progettati in modo da poter essere utilizzati per fare osservazioni contemporanee con la camera infrarossa LMIRCam, gi\u00e0 operativa al LBTO, anch\u2019essa coronografica, che effettua osservazioni nel medio infrarosso, tra 3 e 4\u00b5m. Con l\u2019arrivo dei due SHARK, LBTO diventer\u00e0 quindi l\u2019unico strumento al mondo capace di osservare i possibili pianeti in 3 bande spettrali diverse, rendendo in questo modo unica la scienza che potr\u00e0 effettuare.<\/p>\n

Il canale visibile di SHARK<\/u><\/strong> \u00e8 un camera per immagini ad alta risoluzione, operante dalla luce blu (0.45\u00b5m) fino al vicino infrarosso (1\u00b5m) con alta efficienza, che sfrutta le eccellenti prestazioni dell\u2019ottica adattiva del telescopio LBT.<\/p>\n

Il peculiare disegno ottico del canale visibile di SHARK garantisce un\u2019elevata perfezione ottica, cosicch\u00e9, il limite alla qualit\u00e0 delle immagini scientifiche \u00e8 legato solo alle prestazioni del sistema di Ottica Adattiva e alla turbolenza atmosferica presente al telescopio su cui \u00e8 installato; in questo caso il telescopio binoculare LBT sito in cima al monte Graham in Arizona (USA).<\/p>\n

La risoluzione delle immagini in questo strumento raggiunge il limite teorico massimo delle performance del telescopio permettendo di scoprire dettagli mai osservati prima.<\/p>\n

Il canale visibile di SHARK sar\u00e0 unico nel suo genere nell\u2019emisfero Nord per almeno un decennio. Permetter\u00e0 di cercare la luce riflessa da eventuali pianeti giganti in orbita intorno alle stelle nel raggio di 20 anni luce e studiare l\u2019accrescimento planetario osservando la emissione H\u03b1 dell\u2019 Idrogeno. Inoltre sar\u00e0 possibile, per la prima volta, evidenziare, grazie alla alta risoluzione raggiungibile, deboli strutture di alcune sorgenti extragalattiche in luce visibile. Lo strumento migliorer\u00e0 le conoscenze sulle stelle binarie strette e sar\u00e0 in grado di verificare la presenza o meno di momento angolare nei fotoni delle sorgenti stellari.<\/p>\n

In questo strumento saranno utilizzati sensori sCMOS ad alta velocit\u00e0 che grazie alla analisi statistica delle serie di immagini permettono di aumentare il contrasto e quindi la rivelazione di deboli sorgenti (quali gli esopianeti) in prossimit\u00e0 di stelle brillanti. All\u2019interno dello strumento verranno sperimentati, inoltre, un modulo coronografico per attenuare, tramite opportuno filtraggio, la luce diffusa al contorno di sorgenti brillanti ed un sistema di stabilizzazione automatico delle immagini basato su calcolo predittivo.<\/p>\n

Le tecnologie chiave del progetto saranno sviluppate principalmente dalle industrie italiane permettendo cosi di ampliare le loro competenze, grazie alla collaborazione di INAF, e di esportare ancora una volta il know-how italiano al di fuori delle frontiere nazionali.<\/p>\n

Il canale infrarosso di SHARK<\/u><\/strong> consiste di una camera per osservazioni in imaging diretto, imaging coronografico e spettroscopia nel vicino infrarosso (da 0.96\u00b5m a 1.7\u00b5m). L\u2019elevatissimo contrasto richiesto per rilevare esopianeti richiede una qualit\u00e0 ottica intrinseca dello strumento estremamente elevata in modo di trarre pieno vantaggio dalle prestazioni del sistema di ottica adattiva del telescopio, e l\u2019implementazione di tecniche coronografiche che mascherino la luce della stella osservata per permettere di rilevare eventuali pianeti. SHARK-NIR \u00e8 stato progettato in modo molto versatile, con la possibilit\u00e0 di implementare tecniche coronografiche diverse per mascherare la luce della stella osservata, massimizzando in questo modo la probabilit\u00e0 di poter osservare pianeti deboli.<\/p>\n

Per eseguire le osservazioni binoculari<\/strong> \u00e8 necessario che gli strumenti SHARK-VIS e SHARK-NIR siano progettati e realizzati in stretta collaborazione, curando: i)<\/em> la scelta delle bande fotometriche in modo che esse risultino complementari; ii)<\/em> la possibilit\u00e0 di ottenere osservazioni sincronizzate; iii)<\/em> la gestione del telescopio senza conflitti. Ci\u00f2 necessita un\u2019architettura del sistema studiata \u201cad hoc\u201d, e un software di gestione del telescopio e degli strumenti progettati opportunamente. Anche la parte riguardante la riduzione dei dati post osservazioni deve essere opportunamente studiata, coordinata e realizzata, in modo tale da assicurare che l\u2019analisi dei dati e la produzione dei risultati scientifici siano efficienti e veloci.<\/p>\n

Entrambi SHARK-VIS e SHARK-NIR hanno superato con successo la \u201cConceptual Design Review\u201d nel Dicembre 2015 e a Marzo 2016, rispettivamente.\u00a0 A valle della \u201cFinal Design Review\u201d per entrambi gli strumenti<\/a>, la fase di costruzione \u00e8 in corso e l\u2019installazione al telescopio \u00e8 prevista entro la fine del 2019.<\/p>\n

Lo studio concettuale gi\u00e0 completato e la fase di studio finale (in corso) sono stati finanziati da INAF. La costruzione del canale infrarosso (SHARK-NIR) \u00e8 finanziata da INAF e co-finanziata dal Max Planck Institute di Heidelberg e dallo Steward Observatory dell\u2019Universit\u00e0 dell\u2019Arizona.<\/p>\n

L\u2019UO2 \u00e8 organizzata in 3 WPs:<\/p>\n