Una novità tutta italiana

Siamo nel Centro spaziale europeo nella Guyana Francese. Essendo vicino all’equatore, si può sfruttare l’energia associata alla rotazione della Terra consentendo di risparmiare il 20% di propellente. Abbiamo assistito al lancio di un nuovo rivoluzionario satellite dell’Agenzia spaziale italiana che da ieri notte è entrato in orbita a 615 km dalla Terra. Si chiama Prisma ed è un gioiello tecnologico italiano. Grande quanto una vecchia cabina telefonica, pesante come una berlina ma velocissimo. In ogni modo è un laboratorio orbitante: riesce a determinare la composizione chimico-fisica degli oggetti ripresi dai suoi sensori ottici. Prisma riesce a vedere 240 bande, coprendo praticamente tutte le lunghezze d’onda dello spettro del visibile e del vicino infrarosso. Questi mesi sono serviti ad assemblare e testare il lanciatore Vega, altro gioiello italiano.

Illustrazione: il satellite Prisma

Gli occhi del Prisma

Prisma funziona grazie a un effetto che in astronomia viene chiamato spettrografia. Ogni elemento chimico emette ed assorbe particolari frequenze. Il suo spettro può essere studiato in laboratorio in diverse condizioni di temperatura, densità e pressione. Studiando la luce emessa da varie sostanze chimiche, gli astronomi del secolo scorso furono in grado di scoprire la loro composizione chimica. Una scoperta fondamentale fu che gli spettri stellari possono essere suddivisi in gruppi, detti tipi spettrali. Una parte di questo spettro può essere approssimata con quello di un corpo nero di temperatura pari a quella di una stella. Vengono confrontati i due spettri e si attribuisce alla stella una certa temperatura. Il colore è determinato dalla regione dello spettro nella quale l’intensità della luce e’ massima. Se negli strati esterni di una stella è presente un elemento, questo assorbirà una certa lunghezza d’onda dalla luce, lasciando una riga oscura nel suo spettro.

Il passato di questo fenomeno

La storia della spettroscopia è veramente affascinante in quanto va di pari passo con l’ evoluzione della fisica e dell’ astronomia. Il primo ad intuire che la luce bianca fosse una combinazione di colori è stato Isacco Newton, nel suo famoso esperimento in cui un raggio solare veniva scomposto nei colori dell’ arcobaleno attraverso un prisma di vetro. William Hyde Wollaston fu il primo ad osservare alcune righe scure nello spettro solare, che tuttavia non ne comprese appieno il significato. Fu Joseph von Fraunhofer (1787-1826) il primo ad osservare sistematicamente e catalogare le righe di emissione. Fraunhofer si può considerare il padre della spettroscopia. Egli con uno spettroscopio di sua costruzione osservò le righe di assorbimento del sole e segnò la posizione di 574 righe contrassegnando le più importanti. Lo studio sistematico della luce generata da sorgenti in condizioni fisiche diverse è dovuto al fisico tedesco Gustav Robert Kirchoff, al quale dobbiamo la formulazione delle leggi sull’ emissione e l’assorbimento. Egli fornì una spiegazione delle righe scure attribuendone la causa all’assorbimento selettivo.

Alberto Simula