ELF

Per la ricerca della vita su pianeti al di fuori del Sistema Solare un nuovo progetto dell’astrofisico Jeff Kuhn dell’Università delle Hawaii sembra avere tutte le premesse per condurre indagini rivoluzionarie.

ELF, ExoLife Finder, sarà un telescopio costituito da 15 specchi da 5 metri ciascuno, appesi su una struttura metallica a rete, per realizzare i quali servirà sviluppare nuove tecniche di costruzione e nuove tecnologie per il loro utilizzo.

Gli specchi funzioneranno tra loro in modo simile ai radiotelescopi che lavorano insieme grazie all’interferometria: la luce di ogni specchio verrà sommata a quella degli altri, che opportunamente calibrati, renderanno di fatto l’intera struttura l’equivalente di uno specchio dal diametro di 35 metri, ad alta risoluzione.

La seconda grande innovazione di questo telescopio è l’interferometria ad annullamento, tecnica grazie alla quale i fasci di luce degli specchi saranno indirizzati in modo da annullare la luce della stella ospite, senza bisogno di un coronografo fisico. In questo modo, sfasando appositamente tra loro gli specchi che compongono il telescopio, la luce stellare verrà trattata come “rumore” da annullare. Sarà come produrre un’interferenza che creerà un “buco” nell’immagine in corrispondenza della stella e lascerà trasparire solo la debole luce degli esopianeti che si vogliono scoprire e osservare.

Le sfide più grandi che la realizzazione di ELF comporta sono la realizzazione di materiali ultraleggeri che possano muoversi in modo delicato ma veloce e la capacità del sistema di apprendere automaticamente.

Per il primo quesito le ipotesi sono l’utilizzo della lucidatura a curvatura degli specchi, in cui lo specchio viene leggermente incurvato con l’utilizzo di laser, oppure l’applicazione di un polimero sul suo retro, che, quando viene attraversato da elettricità, deforma lo specchio stesso in maniera più rapida rispetto ai sistemi di ottica adattiva tradizionali.

Inoltre, occorre lavorare anche sulla leggerezza dell’intera struttura, soprattutto per contenerne i costi. Una struttura di cavi in tensione che mantengano i vari componenti della struttura reciprocamente in posizione, nonostante le sollecitazioni ambientali quali vento, variazioni di temperatura e persino vibrazioni sismiche, secondo il concetto di “tensegrità” (dalla fusione delle parole “tensione” e “integrità”), è al momento l’idea più accreditata.

Per ottenere tutto ciò, il team di progettazione sta implementando un sistema di apprendimento automatico, che tenga conto sia della stabilità strutturale, sia della capacità dello strumento di mantenere quell’interferenza che permette di annullare la luce della stella target.

Per tal motivo la costruzione di una sorta di modello in scala ridotta, ribattezzato SELF (Small ExoLife Finder), costituito da 15 specchi dal diametro di mezzo metro ciascuno, è prevista già alla fine del 2026 presso l’Osservatorio di Izaña sul Monte Teide a Tenerife. Lo scopo è di riuscire a osservare un pianeta fino a 10milioni di volte più debole della sua stella, mentre poi con ELF si punta a una differenza di luminosità di un miliardo di volte, riuscendo così anche a dedurre la presenza di oceani, deserti, montagne ecc, accumulando dati notte dopo notte e analizzando la diversa riflettività, per ricostruire una vera e propria mappa del pianeta stesso.

Il potenziale successo di SELF potrebbe successivamente portare a maggiori finanziamenti utili alla realizzazione di ELF, superando le considerevoli sfide che questo progetto comporta.