Arturooo... il cumulo!

Sono ad osservare al radiotelescopio di Medicina, che potete ammirare qui sotto con il cielo non proprio entusiasmante, e non ho resistito alla tentazione di un post sulle scie chimiche.

Per chi non è dentro la questione, secondo alcune persone tra cui spicca un certo Arturo, le scie bianche dietro agli aerei non sarebbero scie di condensa (ghiaccio formatosi dal vapore che esce dai motori e gela per le temperature di 40-60 sottozero che ci sono lassù). Sarebbero invece sostanze chimiche, utilizzate tra l'altro per distruggere i cumuli, in quanto questi impedirebbero le comunicazioni radio con i satelliti militari.

Nel mio lavoro studio la formazione di nuove stelle. Uno dei modi per farlo è guardare l'emissione radio prodotta dall'acqua che è presente nelle nubi attorno alle stelle neonate (le loro nubi placentari, si chiamano proprio così). Chiaramente la frequenza radio dell'acqua interstellare è proprio quella in cui l'acqua atmosferica dà più fastidio, quindi se Arturo avesse ragione io potrei fare le mie osservazioni solo con il cielo assolutamente sereno. A frequenze appena un po' diverse l'acqua atmosferica dà molta meno noia, e difatti le comunicazioni con i satelliti usano frequenze (le bande Ku e Ka) diverse da quella che uso io in questo momento (banda K). Ma se i cumuli non danno fastidio a me, non lo danno neppure ai militari.

Questa qui sopra è S235, una regione in cui si stanno formando diverse nuove stelle. E qui sotto c'è quello che vedo al radiotelescopio, nel punto indicato con una stellina rossa.

La prima osservazione è stata fatta con cumuli abbondanti davanti all'antenna. Quello che il radiotelescopio mi mostra è uno spettro in frequenza del segnale, che potete vedere qui sotto:

I picchi corrispondono a nubi di vapor d'acqua, che si muovono a velocità di alcune decine di km/s (la scala in basso, vedi nota 1) in getti emessi dalle stelle neonate. L'altezza dei picchi è l'intensità del segnale.

Il cielo si stava rapidamente schiarendo, per cui dopo un quarto d'ora la stessa sorgente veniva riosservata con il cielo sereno. E il risultato è lo spettro qui sotto.

Come potete vedere il segnale è un pochino più forte, siamo passati da 0,028 a 0,0295 unità di potenza (nota 2). E' anche migliorato un po' il rumore di fondo (indicato con Ts nell'intestazione), passato da 2,99 a 2.84 unità. L'acqua atmosferica evidentemente emette onde radio, che vengono viste come rumore dal telescopio (come un bagliore diffuso). Ma un cumulo fa veramente poco, un 5% di attenuazione e un piccolo incremento del rumore rispetto a quello prodotto da un ricevitore ultratecnologico raffreddato a pochi gradi sopra lo zero assoluto (nota 3).

Naturalmente le cose cambiano se si mette a piovere (attenuazione di circa il 50%) o se proprio diluvia (si chiude tutto e si aspetta). Ma anche in questo caso, per i militari è molto più semplice usare le bande Ku e Ka che irrorare milioni di tonnellate di nuvole (anche ammesso funzioni). Comunque non riesco mai a farmi mandare i tankeroni di bario e polimeri superassorbenti quando servono, la schiarita è stata temporanea e alle 6 ha ripreso a piovere a dirotto.

Per i nerd ho fatto un po' di foto del telescopio. Questo è il cielo quando siamo arrivati. Discretamente coperto. Ah, questi evidentemente non sono cumuli, e danno un po' più noia, ma comunque siamo ad un 10-15% di attenuazione.


Il cielo visto da dietro al telescopio alle 15:05, si vedono gli ultimi cumuli che stanno ancora passando davanti al'antenna, e il cielo sereno che avanza.
La storica (ed ancora funzionante) Croce del Nord, dietro agli ingranaggi ed ai motori di elevazione


Lo spettrometro, costruito dal sottoscritto 17 anni fa e vicino alla pensione


Ed infine, qui a fianco, il ricevitore per SETI, che è sempre attivo indipendentemente da quello che fa il radiotelescopio. Se per caso su S235 ci sono degli extraterrestri che ci trasmettono segnali riconoscibili, questi verranno registrati, spediti ai milioni di persone che usano il programma SETI@home e, si spera, riconosciuti.

Il cubo in alto con una etichetta verde è un pacco di dischi rigidi da un paio di terabyte, il modo più semplice ed economico di spedire grosse moli di dati in giro per il mondo.


Note tecniche
1) Il radiotelescopio misura la frequenza delle onde radio. Da queste, utilizzando l'effetto Doppler, si risale alla velocità della nube che le ha emesse.
2) Gli spettri non sono ancora calibrati, un'unità corrisponde grossomodo al segnale radio emesso da un oggetto a 30 gradi sopra lo zero assoluto. Se metto la mia mano davanti al ricevitore (310 gradi sopra lo zero assoluto) segna circa 10 di queste unità.
3) Il ricevitore radio che si usa è raffreddato a circa 20 gradi sopra lo zero assoluto, per evitare che le onde radio che lui stesso emette lo disturbino. Il rumore totale (90 gradi kelvin) è per circa metà dovuto al ricevitore, una trentina di gradi all'atmosfera, ed una decina all'antenna stessa, più qualcosina per il riverbero del terreno.
4) L'ora indicata sugli spettri indica il tempo di inizio dell'osservazione, di 5 minuti (300 secondi), secondo l'ora UT che è quella convenzionale degli astronomi di tutto il mondo. Quindi il primo spettro è stato osservato dalle 14:54:39 alle 14:59:39 e il secondo dalle 15:07:11 alle 15:12:11. Per chi voglia perdersi a cercare i dati EXIF della macchina fotografica, questi sono naturalmente in tempo civile.