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Cassiopea A registrata dal radiotelescopio Spider230

Cassiopea A è un resto di supernova molto importante per la radioastronomia in quanto è la più brillante radiosorgente extrasolare che si registra nel cielo quando si studiano frequenze superiori a 1 GHz. Se da un lato questa caratteristica la rende una "conquista" alla portata anche di radiotelescopi dotati di antenne non enormi, è vero che è comunque molto debole. Alla frequenza di 11,2 GHz ha un flusso di circa 420 Jansky, già 60 volte più "debole" della Luna (che, a sua volta, è 100 volte più debole del Sole!).

 

Cassiopea A (linea viola) è la sorgente extra solare più potente ma è comunque molto debole!

 

Nelle frequenze del visibile, Cassiopea A è estremamente debole in quanto la polvere interstellare del piano della Via Lattea ne assorbe la radiazione visibile. Cassiopea A (chiamata anche Cas A) è stata identificata nel 1947 (una delle prime radiosorgenti ad essere state individuate) mentre la sua controparte ottica è stata scoperta nel 1950. Si pensa che la supernova che ha originato Cassiopea A sia esplosa circa 11000 anni fa e che la luce dell'esplosione abbia raggiunto la Terra circa 300 anni fa. Non abbiamo notizie di un avvistamento di questa supernova ma è possibile che la stella di sesta magnitudine 3 Cassiopeiae, catalogata da John Flamsteed il 16 agosto 1680, fosse in realtà Cas A.

 

CassiopeaA_Hubble_VLA Cassiopea A ripresa dal telescopio spaziale Hubble a sinistra (NASA, ESA, and the Hubble Heritage STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration. Acknowledgement: Robert A. Fesen (Dartmouth College, USA) and James Long (ESA/Hubble)) e in onde radio dal radiotelescopio VLA (Image courtesy of NRAO/AUI)

 

Il giorno 12 marzo, approfittando di una giornata di cielo libero da nuvole abbiamo utilizzato il radiotelescopio Spider230 per puntare tale radio sorgente. Grazie all'utilizzo delle montature equatoriali, il sistema di puntamento è molto preciso ma, a causa delle piccole dimensioni della radiosorgente stessa e del suo debole segnale, trovare l'oggetto può essere difficoltoso. Così abbiamo sfruttato una delle principali caratteristiche di Spider230, cioè quella di riprendere radio-immagini di una zona di cielo che che l'utente vuole analizzare. Abbiamo utilizzato il database di RadioUniverse per puntare la zona di cielo di Cassiopea A, poi abbiamo ripreso due immagini consecutive (impostando al massimo il guadagno del ricevitore RAL10PL) a bassa risoluzione (10x10 pixels con risoluzione 0,5 gradi per inquadrare un'area di cielo di 5x5° in cui potevamo essere certi di trovare Cassiopea A). Le due immagini mostravano il gradiente dovuto al fondo cielo (l'angolo in basso a destra rappresenta il punto più vicino all'orizzonte) ed evidente in quanto la ripresa della radio-immagine non è stata calibrata (serviva solo a trovare CassiopeaA): si notava però un debole innalzamento del segnale sempre nello stesso pixel, una buona possibilità che fosse realmente la radio-sorgente che cercavamo.

 

CassiopeaA_immagini Le due radio-immagini consecutive registrate da Spider230 dell'area di cielo di Cassiopea A

 

Abbiamo così centrato il pixel e richiesto a RadioUniverse di registrare 5 transiti consecutivi da 8 gradi di lunghezza. In tutti i transiti è stato registrato un picco proprio in corrispondenza del punto prima ipotizzato.

CassiopeaA_RadioUniverse

 

Abbiamo quindi esportato i dati registrati che sono stati elaborati con un foglio di calcolo. Uno dei parametri più importanti nell'analisi dei dati e nella trattazione del segnale radioastronomico è l'HPBW (Half Power BeamWidth) e che è l'ampiezza del lobo principale dell'antenna a metà della potenza registrata. Per verificare la dimensione dell'oggetto in funzione della registrazione ottenuta, possiamo utilizzare questa formula:

HPBW = 0.25 * (tempo in minuti) * cos(DEC)

Analizzando il grafico ottenuto, possiamo vedere che il tempo impiegato da Cassiopea A per transitare tra i due punti a metà potenza (indicati dalle due barre nere verticali) è di circa 6 minuti. Visto che la declinazione di Cassiopea A è 59°, il calcolo è:

HPBW = 0.25 * 6 * cos(59) = 0,77°

che è perfettamente in linea con la dimensione di un oggetto "puntiforme" che passa nel campo inquadrato dall'antenna di Spider230 (che ha una capacità risolutiva proprio di 0,8 gradi, mentre Cassiopea A è un oggetto di dimensioni inferiori).

 

I transiti di CassiopeaA con, evidenziata in arancione, la media dei 5 passaggi I transiti di CassiopeaA con, evidenziata in arancione, la media dei 5 passaggi