Cassiopea A è una sorgente importante per la radioastronomia, un resto di supernova nella costellazione di Cassiopea con un flusso di 2400 Jansky a 1420 MHz. Per questo articolo abbiamo utilizzato il radiotelescopio SPIDER 300A che, grazie all’antenna parabolica da 3 metri di diametro con montatura WP-100 ad elevata precisione, all’elevata sensibilità del ricevitore H142-One e alle caratteristiche avanzate del software RadioUniversePRO, è in grado di catturare Cassiopea A. I radiotelescopio è collegato alla sala di controllo remoto utilizzando il Kit radio over fiber per radiotelescopi SPIDER che elimina la tipica perdita di guadagno dovuta alla lunghezza dei cavi coassiali e migliora le prestazioni del radiotelescopio.

Nelle frequenze del visibile, Cassiopea A è estremamente debole in quanto la polvere interstellare del piano della Via Lattea ne assorbe la radiazione visibile. Cassiopea A (chiamata anche Cas A) è stata identificata nel 1947 (una delle prime radiosorgenti ad essere state individuate) mentre la sua controparte ottica è stata scoperta nel 1950. Si pensa che la supernova che ha originato Cassiopea A sia esplosa circa 11000 anni fa e che la luce dell’esplosione abbia raggiunto la Terra circa 300 anni fa. Non abbiamo notizie di un avvistamento di questa supernova ma è possibile che la stella di sesta magnitudine 3 Cassiopeiae, catalogata da John Flamsteed il 16 agosto 1680, fosse in realtà Cas A.

Grazie all’elevata sensibilità del ricevitore H142-One del radiotelescopio SPIDER, è possibile registrare segnali radio in arrivo anche da oggetti al di fuori del Sistema Solare. Abbiamo quindi utilizzato le avanzate funzionalità di SPIDER e del software RadioUniversePRO per registrare il segnale in arrivo da Cassiopea A durante il giorno e in presenza di nuvole. Dovendo puntare una radiosorgente debole, dobbiamo prima di tutto essere sicuri che il radiotelescopio sia correttamente puntato sulla giusta area del cielo e, per farlo, sfruttiamo l’elevata precisione di puntamento della montatura WP-100 del radiotelescopio SPIDER 300A. Il tab Source Visibilities di RadioUniversePRO (dove è contenuto il database delle radio sorgenti) consente di verificare che Cassiopea A abbia una buona altezza da terra (è infatti consigliato puntare oggetti alti da terra almeno 30 gradi) e puntare precisamente questa radio sorgente. Prima di incominciare a registrare dati, abbiamo verificato la presenza di interferenze nella banda di frequenza (50 MHz, centrata a 1420 MHz) registrata dal radiotelescopio SPIDER. Come potete vedere nell’immagine sotto, la riga dell’idrogeno a 1420 MHz è chiaramente visibile insieme ad alcune interferenze artificiali che però possiamo facilmente isolare grazie allo strumento BBC Tools di RadioUniversePRO. In questo modo il radiotelescopio SPIDER non registrerà segnali radio artificiali.

Abbiamo quindi effettuato la cattura di un Cross-Scan, una tecnica che prevede la registrazione di un transito sia in Elevazione che in Azimuth (o anche in Ascensione Retta e Declinazione), centrato sull’oggetto. In questo modo si ottiene un grafico dell’intensità dell’emissione radio lungo una croce centrata sull’oggetto e che consente di determinare la massima emissione radio di Cassiopea A. Per effettuare questa operazione, selezioniamo il tab “TPI Plot” in RadioUniversePRO e utilizziamo la funzione Cross-Scan, selezionano la lunghezza della scansione, la separazione di ogni punto di registrazione e il tempo di integrazione di ogni punto di registrazione. La montatura del radiotelescopio SPIDER muove l’antenna e il software crea un grafico come quello che potete vedere nell’immagine sotto. Si nota chiaramente l’aumento del valore radio registrato causato da Cassiopea A. In questo modo abbiamo anche verificato che la montatura del radiotelescopio SPIDER è perfettamente allineata sulle radiosorgenti in cielo e che Cassiopea A è stata perfettamente puntata.

Quindi abbiamo voluto registrare uno spettro calibrato di Cassiopea A per evidenziare la riga di emissione dell’Idrogeno neutro a 1420 MHz. Per questa operazione abbiamo utilizzato la funzionalità On-Off di RadioUniversePRO con la registrazione degli spettri: registrando dati dalla radio sorgente (posizione “on”) e quindi calibrandolo su un punto in cielo lontano dalla radiosorgente (posizione “off”), il risultato è uno spettro calibrato. Il risultato è visibile nell’immagine sotto, potete notare come il radiotelescopio SPIDER ha perfettamente evidenziato l’emissione della riga dell’idrogeno a 1420 MHz.

Abbiamo quindi effettuato una cattura di una radiomappa dell’area di Cassiopea A, utilizzando la funzione Mapping di RadioUniversePRO. Abbiamo impostato la cattura di un’area di 20×20 gradi, con 1 secondo di integrazione per ogni punto e una separazione tra i punti di 0.8 gradi. Come potete vedere nell’immagine sotto, la mappa mostra un incremento del segnale al centro della mappa, proprio dove si trova Cassiopea A.

Salvando il dato registrato in formato FITS (proprio come avviene per i radiotelescopi professionali) possiamo anche estrarre i dati che possono essere elaborati con diversi software, come il NASA FITS Viewer. La radiomappa registrata con il radiotelescopio SPIDER 300A è stata quindi confrontata con un’immagine ottica della stessa area di cielo, che potete vedere nell’immagine sotto. E’ facile notare come, in un’area apparentemente prova di particolari oggetti, il radiotelescopio SPIDER invece rileva una forte radiosorgente, il resto di supernova conosciuto con il nome Cassiopea A nella nomenclatura radioastronomica.

SPIDER è il primo radiotelescopio specificamente sviluppato e progettato da PrimaLuceLab per permettere a tutti di scoprire la vera radioastronomia senza la necessità di essere radioastronomi! Clicca qui per scoprire la linea completa dei radiotelescopi SPIDER.