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La fotocamera solare più potente dell’Osservatorio DKIST ora attiva
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Esplorare il Sole con l’Astronomia a Breve Distanza
Astronomia è una scienza spesso focalizzata su oggetti celesti molto distanti e alieni, dai pulsar irradianti ai minacciosi buchi neri, fino a immagini astratte della radiazione di fondo emessa dal Big Bang. Talvolta, si guarda più vicino a casa, studiando i pianeti vicini ancora non del tutto compresi.
Fonte: ESO
Molto meno spesso consideriamo quanto poco sappiamo di una stella molto importante, il nostro stesso Sole. Dobbiamo ancora comprendere i cicli di attività che attraversa, così come ciò che può rivelarci su altre stelle. Essendo la stella più vicina alla Terra, fornisce dati molto più dettagliati e precisi rispetto a qualsiasi altra stella osservabile.
Questo è l’obiettivo del Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST), una struttura presso l’Osservatorio Haleakala sull’isola hawaiana di Maui, precedentemente noto come Advanced Technology Solar Telescope (ATST).
DKIST ha recentemente subito un importante aggiornamento del suo sistema di imaging, frutto di 10 anni di lavoro. Potrebbe sbloccare un livello più profondo di comprensione del Sole e forse avvertire del pericolo delle tempeste solari per i nostri fragili sistemi elettrici ed elettronici umani.
Breve Storia delle Osservazioni Solari e delle Scoperte
Dalle prime scoperte delle macchie solari nel 1611, gli astronomi hanno progressivamente appreso di più sulla stella attorno a cui orbita la Terra.
Ad esempio, hanno scoperto che i numeri delle macchie solari, ora noti per riflettere l’attività magnetica del Sole, oscillano attorno a un modello ciclico, ma possono anche essere interrotti per ragioni sconosciute per decenni.
Fonte: NASA
Ulteriori progressi sono stati fatti con l’invenzione della spettroscopia nel XIX secolo, una tecnica capace di rilevare elementi specifici dalla luce del Sole, rivelandone la composizione atomica.
Nel 1859 ci rendemmo conto che il Sole poteva influenzare la Terra oltre l’illuminazione e i modelli meteorologici, con l’Evento Carrington. Nominato così dal astronomo inglese Richard Carrington, che osservò una massiccia tempesta solare; 17 ore dopo, provocò il guasto e l’incendio dei sistemi telegrafici in tutto il mondo occidentale, in alcuni casi dando scosse elettriche agli operatori.
Questo forte effetto sui sistemi elettrici fu dovuto alla tempesta geomagnetica combinata con una enorme espulsione di massa coronale, in cui particelle cariche del Sole vengono espulse in un’esplosione, creando potenti correnti elettriche e aurore boreali.
Fonte: Ars Technica
La natura magnetica del Sole fu confermata nel 1908 dall’astronomo americano George Ellery Hale, che scoprì che le macchie solari hanno campi magnetici più di mille volte più forti di quelli della Terra.
Nel 1931, l’astronomo francese Bernard Lyot inventò il coronografo, un telescopio che imita artificialmente un’eclissi solare bloccando la luce della brillante superficie solare, consentendo uno studio migliore dell’atmosfera del Sole.
Nel 1976, la missione Helios divenne la prima sonda a avvicinarsi al Sole più della orbita di Mercurio, seguita dalla sonda Parker del 2018 che viaggiò a “soli” 3,8 milioni di miglia dal Sole a 430.000 miglia all’ora. Nel 2020, il Solar Orbiter dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) fu lanciato in un’orbita polare, scattando la prima immagine dei poli nord e sud solari.
Perché l’Astronomia Solare è Cruciale per la Terra e lo Spazio
Da un punto di vista puramente intellettuale, una migliore comprensione del Sole può migliorare radicalmente la nostra comprensione dell’Universo rendendo molto più chiaro come funziona questa stella in particolare e, per estensione, qualsiasi altra stella nell’Universo. Da sola, questa può essere una ragione sufficiente per promuovere questo tipo di sforzo scientifico.
Ma ciò potrebbe anche avere molti risultati pratici. Man mano che l’umanità diventa una civiltà sempre più orientata allo spazio, soprattutto grazie a razzi super-pesanti come lo Starship di SpaceX (SPCX ), una migliore comprensione dell’attività solare può diventare cruciale per future missioni nello spazio profondo verso Marte o oltre, che potrebbero essere pericolose in caso di tempeste solari inattese.
Queste tempeste solari potrebbero anche essere molto dirompenti sulla Terra se sono sufficientemente forti. Nulla indica che l’Evento Carrington fosse un fenomeno particolarmente raro. Quindi, poiché dipendiamo da molti più sistemi elettrici rispetto all’era del telegrafo, una tale tempesta potrebbe causare il caos nella civiltà moderna. Comprendere correttamente l’attività del Sole potrebbe aiutare almeno a prepararsi e a stimare adeguatamente i rischi di un simile evento in futuro.
“Quando potenti tempeste solari colpiscono la Terra, impattano le infrastrutture critiche in tutto il mondo e nello spazio. Osservazioni ad alta risoluzione del Sole sono necessarie per migliorare le previsioni di tali tempeste dannose.”
Carrie Black – direttrice del programma NSF per il National Solar Observatory della NSF.
Oltre ai rischi geomagnetici, i cambiamenti nell’attività del Sole sono stati collegati a cambiamenti radicali del clima, in particolare alla “mini-era glaciale” della fine del XVIII secolo, quando il fiume Senna a Parigi si ghiacciò. Prevedere correttamente il ciclo a lungo termine del Sole potrebbe migliorare notevolmente i nostri modelli climatici e aiutarci a comprendere meglio come il Sole possa influenzare il cambiamento climatico, in modo positivo o negativo.
Infine, questo tipo di progetto spinge generalmente i limiti della scienza e dell’ingegneria come li conosciamo. Spesso porta allo sviluppo di nuovi materiali, nuovi software e, in generale, nuove tecnologie che potrebbero trovare impiego in altre applicazioni. Per esempio, l’acceleratore di particelle del CERN è stato fondamentale per l’invenzione del primo Internet.
Cos’è il Telescopio Solare Daniel K. Inouye (DKIST)?
Il Daniel K. Inouye Solar Telescope è il più grande telescopio solare al mondo con un’apertura di 4 metri, osservando il Sole nelle lunghezze d’onda dal visibile al vicino infrarosso.
Fa parte del National Solar Observatory (NSO), coinvolge oltre 1.000 scienziati e 10 diversi telescopi.
Queste grandi dimensioni consentono al telescopio di raggiungere una risoluzione d’immagine molto maggiore. Inoltre aiuta a raccogliere abbastanza fotoni dal Sole per eseguire misurazioni di polarimetria accurate (più su questa tecnica di seguito).
Tra le altre importanti capacità del telescopio vi è la possibilità di rilevare simultaneamente lunghezze d’onda nel vicino ultravioleto e nell’infrarosso, consentendo la creazione di un modello 3D dell’atmosfera solare. Inoltre cattura immagini molto rapidamente, così questo modello può catturare le dinamiche mutevoli dell’atmosfera solare e misurare indirettamente i suoi campi magnetici.
Il telescopio è attivo dal 2022 e viene gradualmente equipaggiato con ulteriori strumenti scientifici per analizzare la luce solare che raccoglie.
Il sito delle Hawaii è stato scelto grazie alla combinazione di numerosi giorni di cielo sereno all’anno e bassi livelli di inquinamento atmosferico nel mezzo dell’Oceano Pacifico.
All’interno del Telescopio DKIST: Componenti e Capacità
Il sito del telescopio è un complesso piuttosto grande, con edifici di supporto a più livelli collegati all’osservatorio stesso.
Il telescopio stesso è montato su una complessa meccanica che consente controlli ultra-precisi del suo movimento e osservazioni stabili. Contiene tutti i cuscinetti, i controller, i motori e le apparecchiature utilizzate per puntare, tracciare e spostare queste ottiche e strumenti durante le operazioni scientifiche.
Sospende lo specchio primario di 4,2 metri (165 pollici) che è il nucleo del telescopio. È realizzato in vetro Zerodur avanzato, un materiale ceramico vetroso speciale prodotto dalla società Schott. Lo specchio è levigato a una rugosità superficiale di 2 nanometri. È supportato da un rigoroso controllo termico così come da protezione termica.
Il Top End Optical Assembly (TOE) serve a proteggere la luce ricevuta e lo strumento da interferenze indesiderate, come ad esempio calore e luce riflessa.
La luce ricevuta dal Sole viene quindi riflessa indietro e trasmessa a diversi strumenti ottici, in particolare gli spettrografi Coudé.
Imaging Avanzato con il Visible Tunable Filtergraph (VTF)
Questo è il 5° strumento collegato al DKIST, ed è il più importante. Consente un’analisi estremamente dettagliata della luce solare catturata dal telescopio.
Ciò dovrebbe consentire agli scienziati di determinare la velocità di flusso del plasma solare e l’intensità del campo magnetico sulla superficie visibile del Sole e negli strati di gas direttamente adiacenti sopra.
Il VTF ha raggiunto la “prima luce” nell’aprile 2025, producendo un’immagine impressionante di una macchia solare più grande degli Stati Uniti continentali, con l’immagine totale che copre un’area di 25.000 chilometri per 25.000 chilometri (15.500 miglia).
Fonte: NSO
In successive operazioni scientifiche, quando i dati saranno ampiamente post‑elaborati, la risoluzione dell’immagine migliorerà ulteriormente. La verifica scientifica e la messa in servizio sono previste per il 2026 e daranno inizio a una lunga carriera di osservazione per il telescopio.
Le immagini raggiungono una risoluzione spaziale di circa 10 chilometri per pixel e una risoluzione temporale di centinaia di immagini al secondo.
“Queste immagini sono qualcosa che nessun altro strumento del telescopio può ottenere allo stesso modo. Sono entusiasta di vedere cosa è possibile man mano che completiamo il sistema.”
Dr. Stacey Sueoka – Ingegnere Ottico Senior presso NSO
Visible Tunable Filtergraph: Dimensioni, Specifiche e Design
Come il VTF Utilizza la Spettrometria per Analizzare il Sole
Il VTF è un’enorme apparecchiatura, pesa 5,6 tonnellate e occupa un’area approssimativamente delle dimensioni di un piccolo garage, distribuendo su due piani.
È stato sviluppato in 15 anni presso l’Istituto di Fisica Solare di Friburgo (Germania), un processo quasi lungo quanto lo sviluppo del resto del telescopio solare stesso.
Contrariamente ai spettrometri classici, che disperdono la luce come un arcobaleno, il VTF utilizza un etalone, una coppia di lastre di vetro posizionate con precisione a distanza di decine di micron, per scattare una foto a una lunghezza d’onda luminosa precisa.
Fonte: NSO
Scatta diverse centinaia di immagini in pochi secondi, simile a una serie di fotografie scattate con diversi filtri di colore.
Con tre telecamere ad alta precisione sincronizzate di diversi colori, combina queste immagini per costruire una visuale tridimensionale delle strutture solari e analizza le loro proprietà del plasma.
“Vedere quelle prime scansioni spettrali è stato un momento surreale. È qualcosa che nessun altro strumento del telescopio può ottenere allo stesso modo. Ha segnato il culmine di mesi di allineamento ottico, test e lavoro di squadra transcontinentale.”
Dr. Stacey Sueoka – Ingegnere Ottico Senior presso NSO
Un secondo etalone sarà aggiunto al sistema entro la fine del 2025, rendendolo ancora più preciso.
“Questo è solo l’inizio, e sono entusiasta di vedere cosa è possibile mentre completiamo il sistema, integriamo il secondo etalone e ci avviamo verso la verifica scientifica e la messa in servizio.”
Dr. Stacey Sueoka – Ingegnere Ottico Senior presso NSO
Come la Polarimetria Aiuta a Rivelare i Campi Magnetici del Sole
La luce si muove in onde che possono oscillare in diverse direzioni. La polarimetria è la tecnica di misurare la direzione in cui queste onde luminose oscillano.
I campi magnetici solari, non influenzando ovviamente i colori della luce, possono polarizzarla. Così può rivelare dettagli nascosti sul campo magnetico solare.
Il VTF sarà anche in grado di misurare simultaneamente la polarizzazione e il colore, tutto in 3D, creando un livello di dettaglio senza precedenti nelle immagini del Sole.
In definitiva, la combinazione di tutte queste informazioni (spaziali, temporali, spettrali e magnetiche) porterà a una comprensione molto più profonda dei meccanismi interni del Sole.
Investire in un’Azienda di Ottica Avanzata e Vetro
Corning Incorporated
GLW Grafico dei prezzi
Man mano che i telescopi spingono i limiti della produzione di vetro avanzato con precisione, ciò apre molte possibilità industriali in settori così diversi come automotive, semiconduttori, IA, difesa, biotecnologie, assistenza sanitaria, ecc. Il mercato dell’ottica avanzata è un mercato da 310 miliardi di dollari, con una crescita prevista del 9,2 % CAGR fino al 2032.
Corning è un’azienda di vetro e ottica che esiste da 170 anni. Nel corso della sua storia, ha prodotto le prime lampadine di vetro per la luce elettrica di Thomas Edison, la prima fibra ottica a bassa perdita, i substrati cellulari che consentono i convertitori catalitici e il primo vetro di copertura resistente ai danni per dispositivi mobili.
Fonte: Corning
Oggi, l’azienda si concentra sulle tecnologie di base della produzione di vetro e ceramica, e sulle tecnologie di fisica ottica, che condividono processi di produzione e mercati finali comuni.
Fonte: Corning
Questa interconnessione di tecnologie consente all’azienda di condividere capacità comuni di produzione, ricerca e ingegneria tra le diverse linee di prodotto. Con oltre 52.000 dipendenti, più di 77 siti produttivi in tutto il mondo e oltre 10 strutture di R&S, l’azienda è un grande attore nel suo settore.
Fonte: Corning
L’azienda sta beneficiando del boom dell’IA e della costruzione di data center (fibre ottiche), così come del consumo complessivo di vetro speciale in schermi e biotecnologie.
Corning non dovrebbe essere molto influenzata dalle tariffe, poiché il 90 % dei ricavi negli USA proviene da prodotti di origine statunitense. Una piccola parte delle vendite effettuate in Cina proviene da strutture statunitensi, con l’80 % delle vendite cinesi realizzate in Cina.
Le tariffe potrebbero persino aiutare, poiché Corning sta entrando nel mercato dei pannelli solari, con il controllo strategico di Hemlock Solar, per produrre pannelli made in USA, mentre i pannelli solari asiatici (non solo cinesi) sono soggetti a tariffe a quattro cifre. L’80 % della capacità è già stato garantito dagli impegni dei clienti.
Il solare ha molto senso per l’azienda, poiché il silicio rappresenta una competenza chiave di produzione, avendo prodotto polisilicio per 60 anni, incluso silicio ultra-puro (99,9999999999 % puro) e ora avviando la produzione di wafer di silicio, un prodotto importato al 100 % negli USA.
Fonte: Corning
L’azienda sta anche esplorando altre tecnologie avanzate dove la sua esperienza in vetro e ceramica potrebbe fornire un vantaggio solido, inclusi vetro pieghevole, realtà aumentata, cattura del carbonio, ecc.
Fonte: Corning
Nel complesso, Corning è un’azienda altamente tecnica, con una produzione localizzata che non dovrebbe soffrire della deglobalizzazione. Abbraccia anche nuovi mercati che corrispondono al suo set di competenze core, in particolare il solare e le comunicazioni ottiche / infrastrutture IA. Questo la rende sia un’azienda relativamente conservatrice che approfondisce il suo settore, sia un potenziale titolo di crescita nei mercati high-tech.
Ultime Notizie su Corning Inc.
Perché Studiare il Sole Potrebbe Aiutare a Prevenire un Disastro della Rete
Alcuni dei risultati più impressionanti della scienza sono ottenuti per progetti relativamente oscuri o teorici, come ad esempio la comprensione dei meccanismi interni del Sole.
Questo, tuttavia, ha molte potenziali applicazioni, come rendere più sicuro il viaggio nello spazio, prevenire una tempesta geomagnetica catastrofica in grado di abbattere la nostra rete elettrica e l’elettronica, o migliorare la modellazione del clima terrestre.
Una migliore comprensione dei meccanismi interni del Sole probabilmente fornirà profonde intuizioni sulla fisica del plasma. Dopotutto, il Sole è essenzialmente un gigantesco reattore di fusione nucleare che opera proprio alla nostra porta.
Quindi non sarebbe sorprendente che a lungo termine possa anche aiutare a comprendere meglio il plasma, un passo cruciale verso la fusione nucleare commerciale, che detiene la chiave per un’energia illimitata e abbondante.
