Spazio, ultima frontiera.
La prima volta che mi capitò di sentire queste parole avevo solo 6 anni,
e ne rimasi subito affascinata.
Volevo esplorare strani e nuovi mondi,
cercare nuove forme di vita
e vedere tutto ciò che l'universo aveva da offrire.
Quei sogni, quei mondi, mi hanno accompagnata in un viaggio,
un viaggio di scoperte,
attraverso la scuola, l'università,
il dottorato di ricerca e, infine, a diventare un'astronoma.
Allora, ho imparato due cose incredibili,
una un pochino spiacevole,
quando stavo studiando per il dottorato.
Ho capito che nella vita reale
non avrei pilotato un'astronave nell'immediato futuro.
Tuttavia, ho anche imparato che l'universo è strano, meraviglioso e vasto,
troppo vasto per essere esplorato con un'astronave.
Così, mi sono concentrata sull'astronomia, sull'uso dei telescopi.
Ora, vi voglio mostrare un' immagine del cielo notturno.
Potreste vederla ovunque.
Tutte queste stelle sono parte della nostra galassia, la Via Lattea.
Se voleste andare in un angolo più scuro,
un angolo carino, forse nel deserto,
potreste vedere il centro della nostra Via Lattea
che mostra ai vostri occhi, centinaia di miliardi di stelle.
È un'immagine stupenda.
È ricca di colori.
Ed è solo un punto terrestre del nostro universo.
Come vedete, c'è una strana polverina scura nell'universo.
Questa è polvere locale
che oscura la luce delle stelle.
Ma possiamo fare un buon lavoro.
Con i nostri occhi, possiamo esplorare il nostro angolo di universo.
Possiamo anche fare di più.
Si possono usare meravigliosi telescopi come il Telescopio Spaziale Hubble.
Gli astronomi hanno creato quest'immagine.
Chiamata Campo Profondo di Hubble,
hanno passato centinaia di ore osservando un pezzettino di cielo non più grande
dell'unghia del pollice alla distanza di un braccio
e in quest'immagine
si vedono migliaia di galassie
e sappiamo che ci sono centinaia di milioni, miliardi di galassie
in tutto l'universo,
alcune simili alla nostra, altre molto diverse.
Allora, voi penserete, "OK" e io procedo con il viaggio.
È semplice, posso usare un telescopio molto potente
e guardare il cielo, nessun problema.
In realtà, in questo modo stiamo perdendo informazioni.
È perché tutto ciò di cui abbiamo parlato
sfrutta il nostro spettro visibile, è osservabile a occhio nudo
ed è solo una porzione,
microscopica, di quello che l'universo ha da offrirci.
Ci sono anche due problemi importanti con lo spettro visibile.
Non stiamo solo tralasciando tutti gli altri processi
che emettono altre tipologie di luci,
ma ci sono due problemi.
Il primo è sulla polvere che ho menzionato in precedenza.
La polvere impedisce alla luce di arrivare fino a noi.
Così, se guardiamo più a fondo nell'universo, vediamo meno luce.
La polvere ce lo impedisce.
Ma c'è anche un problema strano sulla luce visibile
che ci impedisce di esplorare l'universo.
Facciamo ora un momento di pausa.
Immaginate di essere all'angolo di una strada trafficata.
Una macchina passa.
Si avvicina un'ambulanza.
Ha un suono acuto.
(imita il suono della sirena)
Sembra che il tono della sirena cambi
da quando si avvicina a quando si allontana.
Ma chi guida l'ambulanza non fa nulla, è la sirena che gioca brutti scherzi.
Questo è il risultato della vostra percezione.
Le onde sonore, mentre l'ambulanza si avvicinava,
erano compresse
e avevano un tono più acuto.
Quando si allontanava, le onde sonore si allungavano,
e sembravano più gravi.
La stessa cosa succede con la luce.
Quando gli oggetti si muovo verso di noi,
le loro onde luminose sono compresse e sembrano più blu.
Quando gli oggetti si allontanano da noi,
le loro onde sono più lunghe e sembrano più rosse.
Perciò gli effetti si chiamano spostamento verso il blu e il rosso.
Il nostro universo si sta espandendo,
perciò i corpi si stanno allontanando da tutto il resto
e ciò significa che tutti sembrano rossi.
Può suonare strano, ma più si guarda a fondo nell'universo,
più gli oggetti distanti si stanno allontanando di molto e più velocemente
e appaiono più rossi.
Perciò, se ritorno al Campo Profondo di Hubble
e continuiamo a osservare con attenzione l'universo
usando solo il telescopio Hubble
quando raggiungiamo una certa distanza
tutto diventa rosso,
e questo diventa un problema.
Quando, infine, arriviamo così lontano
tutto ha raggiunto il livello dell'infrarosso
e perciò non vediamo più nulla.
Ci deve essere una soluzione,
altrimenti sarei limitato nel mio viaggio.
Vorrei esplorare tutto l'universo,
non solo ciò che è visibile, intendo, prima che tutto diventi rosso.
C'è un modo.
Chiamato radio astronomia.
Gli astronomi lo hanno usato per decenni.
È una tecnica fantastica.
Vi mostro ora il Radio Telescopio Parkes, soprannominato "The Dish".
Potreste avere visto il film.
Le onde radio sono fantastiche.
Ci permettono di scrutare a fondo.
Non si offuscano con la polvere,
così si può vedere tutto l'universo
e lo spostamento verso il rosso non è un problema
perché possiamo creare ricevitori che captino un'ampia banda.
Allora, che cosa vede il Parkes quando è puntato al centro della Via Lattea?
Vedremmo qualcosa di fantastico, vero?
Allora, vediamo qualcosa di interessante.
Non si vede la polvere spaziale.
Come ho già detto, le onde radio vanno oltre la polvere, tutto a posto.
Ma la vista è molto diversa.
Possiamo vedere che il centro della Via Lattea è raggiante,
e non è luce delle stelle.
È illuminato da una luce detta Radiazione di Sincrotrone,
creata da elettroni che si muovono a spirale attorno a campi magnetici cosmici.
Perciò il piano galattico è illuminato da questa luce.
Possiamo anche vedere strani ciuffi luminosi che spuntano
e oggetti che non sembrano allineati
con il resto di quanto i nostri occhi vedono.
Ma è molto difficile interpretare l'immagine,
perché, come vedete, è a bassissima risoluzione.
Le onde radio hanno un'ampia lunghezza
e ciò rende la loro risoluzione scadente.
L'immagine, inoltre, è in bianco e nero,
perciò non sappiamo che colore abbiano questi oggetti.
Veniamo ai giorni nostri.
Possiamo costruire telescopi
che possono risolvere questi problemi.
Ora vi sto mostrando l'immagine del Radio Osservatorio Murchison,
un posto fantastico per costruirvi dei radiotelescopi.
È in una piana, il clima è secco
e la cosa più importante è che non ci sono onde radio attorno:
non ci sono cellulari, non c'è Wi-Fi, niente,
c'è il quasi totale silenzio radio,
perciò è perfetto per costruirvi un radiotelescopio.
Il telescopio su cui lavoro da diversi anni
si chiama Murchison Widefield Array,
ora vi mostrerò un breve video su come è stato costruito.
Questo è un gruppo di studenti universitari di triennale e magistrale
stanziati a Perth.
Li chiamiamo l'Armata Studentesca,
volontari per la costruzione del radiotelescopio.
Senza avere crediti per il lavoro.
Qui stanno costruendo dei dipoli radio.
Questi ricevono onde a bassa frequenza come le nostre radio FM, o le tv.
Qui li stanno posizionando lungo il deserto.
Il telescopio finale copre una superficie di 10 km2
del Deserto della Western Australia.
Ciò che è interessante è che non ci sono parti mobili.
Disponiamo solo delle piccole antenne
sopra una sorta di rete per polli.
Sono abbastanza economiche.
I fili raccolgono il segnale
dalle antenne
e lo portano all'unità centrale.
Ed è la misura di questo telescopio,
il fatto che abbiamo costruito la struttura nel deserto
che ci dà una risoluzione migliore rispetto al Parkes.
Infine, i fili portano il segnale a un'unità
che lo invia ad un super-computer che si trova qui a Perth,
ed è qui che io intervengo.
(Sospira)
Dati delle onde radio.
Ho passato gli ultimi cinque anni
lavorando con dati molto difficili, ma interessanti
che nessuno aveva mai osservato prima.
Ho passato molto tempo a calibrare il computer
per un totale di milioni di ore in tempo di CPU
e lavorando duro per capire i dati.
Con questo telescopio
e con questi dati
abbiamo fatto un rilevamento di tutto il cielo dell'emisfero australe,
la GaLactic and Extragalactic All-sky MWA Survey,
o, come la chiamo io, GLEAM.
E ne sono entusiasta.
Questa ricerca sta per essere pubblicata, ma non è mai stata mostrata
perciò siete letteralmente i primi
a vedere questo rilevamento da sud di tutto il cielo.
Perciò ho il piacere di mostrarvi alcune immagini di quest'indagine.
Immaginate di venire a Murchison,
vi accampate all'aperto, sotto le stelle
e guardate vero sud.
Vedete il polo celeste australe,
la galassia in crescita.
Se faccio affievolire la luce delle onde radio,
questo è quello che si vede nel nostro rilevamento.
Potete vedere il piano orbitale non più oscurato dalla polvere.
È illuminato dalla Radiazione di Sincrotrone
e ci sono migliaia di puntini nel cielo.
La Grande Nube di Magellano, la galassia a noi più vicina,
è di color arancione, rispetto al suo solito color blu- bianco.
Ci sono un sacco di elementi. Guardiamo più da vicino.
Se riguardiamo l'immagine del centro dell'universo,
come quella del telescopio Parkes che abbiamo visto poco tempo fa,
aveva bassa risoluzione, era in bianco e nero
e adesso inseriamo la vista del GLEAM,
possiamo vedere come la risoluzione è migliorata del 100%.
Abbiamo ora una vista a colori del cielo,
una visione in technicolor.
Ora, non è una vista a colori falsati.
Questi sono i colori veri delle onde radio.
Ciò che ho fatto è colorare le frequenze più basse di rosso,
quelle più alte di blu,
e quelle intermedie di verde.
Ciò ci da una visione arcobaleno.
Non sono solo colori falsati.
I colori in quest'immagine ci dicono molto sui fenomeni fisici
in atto nell'universo.
Per esempio, se osservate la piana orbitale,
è illuminata dal Sincrotrone,
che è di un color arancione rossiccio,
ma se guardiamo attentamente, possiamo vedere piccoli puntini blu.
Poi, se ingrandiamo l'immagine,
vediamo che questi punti blu sono gas ionizzato
attorno a stelle molto brillanti,
ciò che accade è che queste bloccano la luce rossa,
e così sembrano di colore blu.
Queste danno informazioni sulle regioni di formazione stellare
della nostra galassia.
Le vediamo subito,
guardiamo la galassia e i colori ci dicono che ci sono.
Potete vedere le bolle di sapone,
piccole immagini circolari, attorno al piano orbitale
e questi sono resti di supernova.
Quando una stella esplode,
il suo strato esterno si libera
e salpa verso l'esterno nello spazio raccogliendo materiali,
creando un piccolo guscio.
Da molto tempo, è rimasto un mistero per gli astronomi
dove fossero i resti di una supernova.
Sappiamo che ci devono essere molti elettroni ad alta energia nella piana
per produrre la Radiazione di Sincrotrone che vediamo,
e pensiamo che siano prodotti dai resti di supernova,
ma non sembra abbastanza.
Per fortuna, il GLEAM è eccezionale a trovare i resti di supernova
e speriamo di pubblicare presto qualcosa a riguardo.
Ora, tutto a posto.
Abbiamo esplorato la nostra parte di universo,
ma io volevo andare più a fondo, più lontano.
Volevo andare oltre la Via Lattea.
Mentre succede, possiamo vedere un oggetto interessante in alto a destra
e questa è una radiogalassia locale,
Alpha Centaurus.
Se la ingrandiamo,
vediamo due pennacchi giganti dirigersi verso lo spazio.
Se guardate al centro, tra i due pennacchi,
potete vedere una galassia come la nostra.
È una spirale e ha una fascia polverosa.
È una galassia normale.
Ma questi getti sono visibili solo attraverso le onde radio.
Se fossimo rimasti nel visibile non sapremmo nemmeno che ci sono
e sono mille volte più grandi delle galassie ospitanti.
Cosa sta succedendo? Cosa produce questi getti?
Al centro di ogni galassia a noi nota
c'è un buco nero supermassivo.
I buchi neri sono invisibili, è per quello che si chiamano così.
Tutto ciò che si vede è la luce deviata attorno a loro
e, in alcuni casi, quando una stella o una nube di gas arriva nella loro orbita
viene catturata dalle forze di curvatura,
formando ciò che è detto disco di accrescimento.
Il disco d'accrescimento brilla particolarmente ai raggi X
e dei campi magnetici giganti possono gettare materiale nello spazio
più o meno alla velocità della luce.
Perciò sono visibili nelle onde radio
e questo è quanto abbiamo rilevato.
E così abbiamo visto una radiogalassia. Che bello.
Ma se guardate la parte in alto dell'immagine
vedrete un'altra radiogalassia.
È un po' più piccola perché è più lontana.
Okay. Ci sono due radiogalassie.
Le vediamo, e va bene.
Ma che cosa sono gli altri puntini?
Probabilmente sono solo stelle.
Ma non lo sono.
Sono tutte radiogalassie.
Ciascun puntino di quest'immagine
è una galassia lontana,
lontana milioni di miliardi di anni luce
con un buco nero supermassivo al centro
che spinge materia nello spazio più o meno alla velocità della luce.
È strabiliante.
E il rilevamento è ancora più grande di quello che si vede qui.
Se rimpiccioliamo l'immagine vediamo tutto il rilievo
così vedete che ho scoperto 300.000 radiogalassie.
È stato un viaggio veramente epico.
Abbiamo scoperto tutte queste galassie
fino a vedere il nostro primo buco nero supermassivo.
Ne sono fiera, e verrà pubblicato la settimana prossima.
Ma non è tutto.
Ho esplorato gli angoli più remoti della galassia con questa ricerca,
ma c'è qualcosa in più in quest'immagine.
Ora vi riporto all'inizio dei tempi.
Quando l'universo venne creato, ci fu un big bang,
che lasciò l'universo un mare d'idrogeno,
idrogeno neutro.
Quando nacquero le prime stelle e le galassie,
queste ionizzarono l'idrogeno,
e l'universo passò da neutrale a ionizzato.
Hanno impresso un segnale tutto attorno a noi.
Dappertutto, pervade ogni cosa,
come la Forza.
Poiché è successo così tanto tempo fa,
il segnale si è spostato verso il rosso,
così ora ha una frequenza bassissima.
È alla stessa frequenza del mio rilevamento
ma è veramente debole.
È un miliardesimo delle dimensioni degli oggetti nel mio rilevamento.
Perciò, il telescopio può non essere sufficiente per raccogliere il segnale.
Tuttavia, c'è un nuovo radiotelescopio.
Non posso avere un'astronave,
ma per fortuna posso avere
uno dei più grandi radiotelescopi al mondo.
Stiamo costruendo un apparato di 1 km2, un nuovo radiotelescopio
e sarà mille volte più grande del MWA,
mille volte più sensibile e con una risoluzione ancora migliore.
Così scopriremo decine di milioni di galassie.
Forse, la potenza del segnale,
mi permetterà di osservare le prime stelle e le galassie che sono nate,
l'origine stessa del tempo.
Grazie a tutti.
(Applausi)