Il telescopio Arecibo

Se fosse un film, una straordinaria macchina da presa inquadrerebbe pulsar, stelle di neutroni e buchi neri che danzano in coppia nello spazio. La “telecamera” è Arecibo, un telescopio dal diametro di 305 metri. Ma i due partner si accompagnano con un ritmo frenetico: una pulsar è una stella di neutroni che può ruotare su se stessa anche con velocità di pochi millisecondi. La Terra, per avere un termine di paragone, impiega un giorno. Durante la danza, però, la coppia si muove in genere più lentamente: gli astronomi possono riprendere il giro completo di un partner attorno all’altro lungo fino a 50 minuti. Se la pulsar, invece, si sposta più rapidamente attorno al partner, la potenza di calcolo degli strumenti non è sufficiente per vedere i ballerini siderali. Almeno finora.

L’occhio di Arecibo può contare sulla rete di computer più vasta del mondo: quelli collegati a internet che, insieme, alimentano un megacalcolatore capace di masticare enormi quantità di dati, ma in piccole porzioni assegnate a ogni membro della rete. Come funziona? Dal laboratorio del telescopio la “pellicola” filmata da Arecibo arriva nei primi centri di sviluppo, la Cornell University e gli altri membri del consorzio Palfa. Poi passa all’Albert Einstein insitute: da qui ogni fotogramma (o parti del fotogramma, se preferite) è inviato ai volontari del progetto Einstein@home: ognuno ha messo a disposizione il proprio computer che rimastica i dati. E da alcuni giorni “gli astronomi online” contribuiscono alla ricerca di nuove coppie formate da pulsar che ruotano attorno a stelle di neutroni e buchi neri in un tempo inferiore ai 50 minuti, ma senza scendere sotto gli 11 minuti.

Einstein@home è una delle iniziative di calcolo distribuito della rete Boinc, un network che riunisce 300mila volontari nel mondo (ricercatori e appassionati) impegnati con programmi che riguardano differenti settori del mondo scientifico: chimica, fisica, astronomia, meteorologia, biologia, matematica. L’ultima scoperta permessa dal cervellone di Boinc è legata al celebre teorema di Fermat, un rompicapo irrisolto per più di trecento anni fino al 1997: le macchine collegate in rete sono riuscite a calcolare il 272esimo fattore primo della formula.

Una pulsar nella nebulosa del Granchio

I raggi cosmici ad altissima energia che colpiscono la Terra rappresentavano, fino a ieri, uno dei maggiori enigmi cosmici. Qual era la loro origine, che cosa li provocava? Ora, finalmente, il mistero è stato risolto: la pioggia di raggi cosmici viene dai giganteschi buchi neri nascosti nel cuore delle galassie; buchi neri che si comportano come potentissimi acceleratori di particelle situati a 200-300 milioni di anni luce dalla Via Lattea. A scoprirlo (lo studio è pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science) sono stati i ricercatori dell’Osservatorio Pierre Auger (finanziato anche dall’Istituto nazionale di fisica nucleare, Infn), in Argentina.
Le particelle cosmiche giungono sul nostro pianeta con una energia 10 milioni di volte maggiore di quella raggiungibile con i più potenti acceleratori terrestri. Arrivano al suolo a velocità straordinarie, distribuendosi su aree che possono raggiungere anche i 40 km quadrati. Anche se, per le dimensioni ridotte delle particelle, l’energia è paragonabile a quella di una pallina di tennis colpita da un campione al servizio.
L’Osservatorio Auger, il maggior strumento al mondo per lo studio della radiazione cosmica, è stato progettato e costruito da una collaborazione internazionale di 17 Paesi, compresa l’Italia. «Scoperte come questa potrebbero segnare l’inizio di una nuova astronomia» commenta Roberto Petronzio, presidente dell’Infn. «Oggi, ci danno la possibilità di comprendere meglio l’origine di eventi catastrofici come quelli che danno vita ai buchi neri all’interno dei nuclei delle galassie».