"With incredible efforts and pleasure too, before sunrise they arrived at the ruins of an ancient structure called La Torre del Filosofo (which may have been built by Empedocle) or as other people say “the ruins of Vulcano’ temple”. In this place they rested for some time.
The sky was clear and it appeared in all its majesty and splendour. There they observed with astonishment that the number of the stars seemed infinitely increased, and that the light of each of them appeared brighter than usual. With the naked eye they could see clusters of stars that were totally invisible in from Nicolosi." - Patrick Brydone, 1770.
“Con grande fatica, ma anche piacere, giunsero prima dell’alba alle rovine di un’antica struttura chiamata “la Torre del Filosofo” (probabilmente costruita da Empedocle) o, come altri dicono, “le rovine del tempio di Vulcano”. In questo luogo si fermarono per un po’ di tempo.
Il cielo era sereno ed appariva in tutta la sua maestosità e splendore. Osservarono, con stupore, che il numero delle stelle sembrava infinitamente maggiore e che la loro luce appariva più intensa del normale. Ad occhio nudo, riuscirono ad osservare ammassi di stelle che erano totalmente invisibili da Nicolosi”. - Patrick Brydone, 1770.
Nel cuore del parco dell’Etna, in contrada Serra la Nave (SLN) nell’area di piano Piano Vetore, si trova la sede Mario Girolamo Fracastoro dell’Osservatorio Astrofisico di Catania dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica). L’Osservatorio, a quota 1725 metri s.l.m., ospita i telescopi per astrofisica professionale posti a quota più alta sul territorio nazionale.
La tradizione scientifica in campo astronomico ai piedi del vulcano è antica; già nel 1788 il “Siculorum Gimnasium”, Università di Catania, istituisce il corso di Astronomia. Tra i docenti più illustri si ricorda il Prof. Francesco Gambino. Il corso di “Astrofisica”, tra i primi in Europa ad affrontare lo studio degli astri con gli strumenti della fisica, viene istituito nel 1890 ed affidato al Prof. Annibale Riccò.
L'Osservatorio Astrofisico
La storia dell’”Osservatorio dedicato all’Astronomia Fisica” sull’Etna ha inizio nel 1880, quando fu completata la costruzione della prima sede, dedicata a Vincenzo Bellini, a quota 2941 metri s.l.m. in zona Montagnola. Promotore era stato l’astronomo palermitano Pietro Tacchini, che aveva sostenuto e ottenuto l’approvazione del progetto da parte dell’Accademia Gioenia nel 1876. In breve tempo, grazie anche all’apporto del Comune e della Provincia di Catania, dei Ministeri dell’Istruzione e dell’Agricoltura, Industria e Commercio, l’Osservatorio fu costruito sotto la direzione del Prof. Riccò.
L’Osservatorio Bellini operò fino al 1925. L’attività osservativa sull’Etna riprese nel 1966 quando il direttore Prof. Mario Girolamo Fracastoro e i suoi collaboratori inaugurarono le nuove sedi dell’
Osservatorio Astrofisico presso la Cittadella Universitaria a Catania e quella di
Serra la Nave che fu in seguito dedicata proprio allo stesso Fracastoro.
L’Osservatorio Astrofisico di Catania, dagli anni 2000 è parte dell’Istituto Nazionale di Astrofisica.
Presso l’Osservatorio sono in funzione diversi telescopi e altri strumenti specializzati su specifici obiettivi di ricerca inquadrati all’interno di collaborazioni internazionali. La sede dell’Osservatorio, all’interno del Parco dell’Etna, è una struttura di ricerca utilizzata da ricercatori italiani e stranieri; la sede viene anche utilizzata per la didattica dell'astrofisica sperimentale di livello universitario.
Alle attività di ricerca si affiancano attività di diffusione dell’informazione scientifica. Presso l’Osservatorio si organizzano regolari visite pubbliche guidate dagli astronomi; nel caso di particolari eventi astronomici vengono organizzate serate tematiche. Gli incontri prevedono osservazioni al telescopio, osservazione guidata del cielo a occhio nudo e spiegazioni sui fenomeni celesti legati alle osservazioni proposte. Inoltre, specifiche iniziative sono dedicate all'approfondimento delle discipline astronomiche per studenti delle scuole di ogni ordine e grado.
Negli ultimi anni la richiesta crescente di visite pubbliche ha indotto un sempre maggiore impegno degli astronomi sul fronte della diffusione scientifica e, grazie ad un finanziamento del Ministero Istruzione Università Ricerca (MIUR), è stato messo in funzione un telescopio interamente dedicato alla divulgazione accessibile anche alle persone con disabilità nella deambulazione. Il numero di visitatori che l’Osservatorio accoglie all’interno del Parco dell’Etna aumenta costantemente di anno in anno nel tentativo di dare una risposta alle richieste.
Le visite si svolgono rigorosamente su prenotazione; il loro svolgimento ordinato è indispensabile per mantenere basso l'impatto per il Parco e per la realizzazione del programma di osservazioni scientifiche.
Le sfide odierne della ricerca in Astrofisica
L’astronomia italiana occupa stabilmente la quarta posizione per pubblicazioni scientifiche a livello internazionale dalla metà degli anni 90. Un notevole primato di cui andare orgogliosi ma anche impegnativo da mantenere!
Il progetto bandiera MIUR ASTRI dell'INAF
Nell’aprile 2011 il
Ministero Istruzione Università Ricerca (MIUR) ha selezionato, all’interno del Programma Nazionale della Ricerca, 14 progetti di sviluppo strategico che sono stati definiti “Progetti Bandiera” con piano di sviluppo 2011-2013. Tra quelli proposti dalla comunità scientifica, è stato selezionato ed approvato il progetto
ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana), proposto dall' Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).
Il progetto ASTRI si sviluppa nell’ambito dell’ambizioso programma
Cherenkov Telescope Array, CTA, l’osservatorio, attualmente in fase di definizione, composto da decine e decine di telescopi per lo studio da terra della radiazione gamma di alta energia. La radiazione gamma viene schermata efficacemente (e fortunatamente) dall’atmosfera terrestre ed il suo studio via rivelazione diretta può essere eseguito solo dallo Spazio. Tuttavia i fotoni gamma di alta energia, entrando nell’atmosfera terrestre, interagiscono con le molecole che la compongono originando sciami di particelle (essenzialmente elettroni e positroni) che si propagano lungo la direzione di provenienza del fotone stesso. Queste particelle si muovono nell’atmosfera a velocità superiori a quella della luce (la velocità della luce è una costante nel vuoto ma, nei mezzi materiali, dipende dall’indice di rifrazione del mezzo) e, per effetto Cherenkov, emettono radiazione elettromagnetica (un lampo di luce bluastra) che si propaga con un fronte d’onda conico rivelabile dal tipo di telescopi che comporranno il CTA. E’ così che, in modo indiretto, possono essere studiati da Terra quei fenomeni di alta energia altrimenti osservabili solo da satellite.
L’osservatorio CTA sarà composto da due schiere di telescopi Cherenkov, una nell’emisfero Sud, l’altra nell’emisfero Nord della Terra così da poter ottenere una visione completa del cielo. La prima schiera di telescopi sarà costruita nell’emisfero Sud (il luogo verrà deciso entro il prossimo anno) e, distribuiti su un’area di alcuni chilometri quadrati, conterrà telescopi di diversa grandezza dedicati allo studio di diverse bande di energia. Tra essi, saranno costruiti una sessantina di telescopi della classe “Small Size” (SST), dedicati alla regione energetica più alta, 1-100 TeV e oltre.
E’ proprio in tale ambito che si sviluppa uno dei temi principali del progetto
ASTRI: l’implementazione di un telescopio innovativo per il CTA dedicato alle più alte energie. Le principali novità tecnologiche del telescopio, il cui prototipo in via di costruzione è chiamato ASTRI SST-2M, risiedono nel sistema ottico a due specchi, il più grande con 4 metri di diametro, che agiscono quali collettori di luce verso la camera che funge da “macchina fotografica”; nella camera, composta da sensori al Silicio di ultima generazione; nell’elettronica veloce di lettura dei sensori; nel sistema di controllo e gestione. Il prototipo ASTRI SST-2M, verrà installato nel Parco dell’Etna presso la stazione osservativa INAF
“M.G. Fracastoro” (Serra La Nave). La stazione, parte dell’Osservatorio Astrofisico di Catania, è stata infatti selezionata per le sue qualità come sito astronomico e perché dotata di tutte le infrastrutture necessarie e del personale qualificato per l’installazione ed il test del prototipo. L’installazione della struttura di ASTRI SST-2M è prevista in giugno 2014; seguirà l’installazione degli specchi e quindi della camera insieme a tutte le componenti di controllo dell’intero sistema. Dopo una fase di verifica funzionale avrà quindi luogo la fase di calibrazione accompagnata dalle scientifiche nell’inverno 2014-2015.
Il progetto INAF-ASTRI racchiude in sé alta tecnologia industriale italiana che permette di realizzare uno strumento ad elevato grado di competitività internazionale. Le soluzioni innovative pensate per esso sono frutto dell’intera Collaborazione ASTRI i cui attori principali sono gli Istituti
Milano,
Bologna e
Palermo, e gli Osservatori di
Brera,
Bologna,
Capodimonte,
Catania,
Roma,
Padova, e
Torino, con il supporto dell’
INAF HQ e la partecipazione delle Università di
Padova e
Perugia.
Il telescopio ASTRI SST-2M opererà in campo aperto senza cupola o copertura di protezione. Esso sarà visibile facilmente dai visitatori della stazione osservativa di Serra La Nave; una visita guidata avente oggetto le finalità del progetto sarà inclusa nel percorso di visite pubbliche.