Jason Rhodes, Scienziato NASA JPL: “Roman ed Euclid lavoreranno insieme per comprendere i misteri dell’Universo”

Abbiamo incontrato Jason Rhodes, Scienziato Senior presso il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA di Pasadena (California, USA). Lui è il Responsabile Scientifico americano per la missione Euclid dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) e il Project Scientist del Telescopio Spaziale Nancy Grace Roman. Inoltre, tra i suoi progetti c’è anche il Vera Rubin Observatory’s Legacy Survey of Space and Time (LSST).

L’ESA’s Euclid mission è partita il 1° luglio 2023 e il suo obiettivo è studiare la Materia Oscura e l’Energia Oscura per almeno 6 anni, attraverso un telescopio spaziale situato nel Punto di Lagrange L2, cioè a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Il Nancy Grace Roman Space Telescope, invece, è un telescopio della NASA estremamente potente, che dovrebbe essere lanciato nel 2027. Il suo obiettivo sarà indagare l’energia oscura, la materia oscura, gli esopianeti e l’accelerazione cosmica.

Durante la tua carriera alla NASA hai lavorato a tantissimi progetti e hai anche vinto molti premi. Qual è il progetto che ti ha emozionato di più e che ami particolarmente?

I progetti che mi entusiasmano di più sono due: il telescopio spaziale Euclid dell’ESA e il telescopio spaziale Roman della NASA. Euclid è stato lanciato il 1° luglio 2023, mentre Roman sarà lanciato entro la metà del 2027. Pertanto, sono particolarmente entusiasta di questi progetti, soprattutto perché sono coinvolto nel loro sviluppo da oltre 20 anni. Inoltre, ho contribuito ad elaborare l’idea di entrambe le missioni e, al contempo, sono stato coinvolto per sostenerle, progettarle e anche per costruirle. Oggi, sono molto felice di partecipare all’analisi dei dati provenienti dal telescopio Euclid, i quali ci aiuteranno a comprendere meglio l’Universo. In futuro, parteciperò anche all’analisi dei dati che ci invierà il telescopio Roman.

Quali sono le caratteristiche più importanti del Vera Rubin Observatory’s LSST? Ho letto che studierà il cielo per 10 anni, avrà tre specchi e scatterà 200.000 foto all’anno. Cosa speri di scoprire con un telescopio così potente?

Il Vera Rubin Observatory eseguirà l’indagine Legacy Survey of Space and Time (LSST) per 10 anni dal 2025. Per la precisione, LSST osserverà la metà del cielo a diverse lunghezze d’onda della luce ogni 5 giorni, ripetutamente per 10 anni. Pertanto, esaminerà il cielo molte volte durante la sua lunga missione. Ciò avrà due enormi vantaggi: innanzitutto, una volta terminato il rilievo, se unissimo tutte le immagini di una zona del cielo, avremmo delle immagini molto profonde; in secondo luogo, osservando come cambia il cielo nel corso dei giorni, mesi o anni, potremmo esplorare tutto ciò che è transitorio e mutevole nell’Universo.

Perché i più grandi telescopi del mondo si trovano in Cile? Ricordo che in Cile è presente anche l’ESO (European Southern Observatory).

Ci sono diversi fattori che contribuiscono a rendere una posizione particolarmente adatta per un telescopio terrestre. Pertanto, il luogo perfetto deve avere un’altitudine elevata per collocarsi al di sopra della maggior parte dell’atmosfera terrestre. Infatti, in quella posizione c’è un’alta probabilità che ci sia bel tempo durante l’anno, quindi il telescopio verrebbe utilizzato per più notti. E non solo: la presenza di aria secca riduce al minimo l’assorbimento e la diffusione della luce da parte del vapore acqueo. Per questo motivo molti grandi telescopi sono stati installati in Cile, alle Isole Canarie e alle Hawaii.

Come sappiamo la presenza di una massa deforma lo Spazio-Tempo, piega la luce e crea le lenti gravitazionali. La materia oscura o l’energia oscura possono piegare la luce? Esistono lenti gravitazionali create dalla materia oscura?

La lente gravitazionale, cioè la curvatura del percorso della luce causato da oggetti massicci, è molto comune nell’Universo. Questa tecnica sarà utilizzata dai telescopi Euclid e Roman per studiare la quantità e la distribuzione della materia oscura nell’Universo. Solitamente, le distorsioni causate dalla materia oscura sono piccole, addirittura dell’1-2%. Pertanto, questi piccoli cambiamenti difficilmente individuabili sono inferiori all’ellitticità delle galassie misurate. Tuttavia, osservando molte galassie e misurando le piccole distorsioni è possibile ricreare la distribuzione della materia oscura. In alcuni casi, soprattutto quando è presente molta materia oscura, possiamo ottenere degli esempi molto sorprendenti di “lenti gravitazionali forti”: in questi casi le immagini di galassie di fondo appaiono estremamente deformate, o addirittura compaiono in punti diversi nell’immagine. Il telescopio Euclid, ad esempio, aumenterà la conoscenza di queste lenti gravitazionali forti di un fattore 10-20, trasformando completamente questo campo.

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I telescopi spaziali Roman ed Euclid lavoreranno insieme? Come risolveranno i misteri della materia oscura e dell’energia oscura?

Roman ed Euclid lavoreranno insieme per comprendere molti misteri astrofisici, inclusa la natura della materia oscura e dell’energia oscura. In realtà, i due telescopi hanno filosofie differenti, ciononostante saranno complementari. Infatti, Euclid osserverà una sola volta circa 1/3 del cielo, senza ritornare indietro per delle misurazioni ripetute. Roman, invece, osserverà un’area del cielo più piccola rispetto ad Euclid (circa 1/20 del cielo), ma effettuerà misurazioni ripetute, quindi ritornerà indietro più volte per fornire dei controlli incrociati. Pertanto, Roman indagherà molto più in profondità su un’area più piccola di cielo rispetto ad Euclid. Ad ogni modo, per indagare sulla materia oscura e sull’energia oscura, che sono dei fenomeni molto complessi e poco compresi, sarà fondamentale la tecnica complementare dei due telescopi e l’unione dei dati ottenuti dagli strumenti.

• Cover image: Jason Rhodes (central photo: science.jpl.nasa.gov); side photo: NASA’s Goddard Space Flight Center (first image) / European Space Agency/AFP/Getty Images (second image)