Mount Wilson Observatory, dove è stata fatta la storia dell'astronomia

In cima alle montagne di San Gabriel, a nord dell'affollato bacino di Los Angeles, i telescopi dell'Osservatorio del Monte Wilson osservano il cielo da più di un secolo. Attraverso i suoi venerabili strumenti, gli astronomi hanno fatto scoperte che hanno cambiato la comprensione dell'umanità dell'universo.

Fatti veloci: Mount Wilson Observatory

• Il Mount Wilson Observatory ha quattro telescopi, tre torri solari e quattro array di interferometri. Il più grande telescopio è il telescopio Hooker da 100 pollici.
• Una delle scoperte più importanti fatte a Mount Wilson nei suoi primi anni fu da Edwin P. Hubble. Scoprì che la "Nebulosa" di Andromeda è in realtà una galassia separata.
• La matrice CHARA sul Monte Wilson è stata utilizzata nel 2013 per rilevare i punti stelle sulla stella Zeta Andromedae e nel 2007 ha effettuato la prima misurazione del diametro angolare di un pianeta attorno a un'altra stella.

Oggi, il Monte Wilson rimane uno dei principali osservatori al mondo, nonostante le incursioni dell'inquinamento luminoso che minacciano le sue chiare vedute del cielo. È gestito dal Mount Wilson Institute, che ha assunto la gestione dell'osservatorio dopo che Carnegie Institution for Science aveva pianificato di chiuderlo nel 1984. Il sito è stato tenuto aperto e funzionante dalla metà degli anni '90.

Foto aerea della cresta del Monte Wilson e dell'Osservatorio. Doc Searls, CC BY 2.0 

Storia dell'Osservatorio del Monte Wilson

Il Mount Wilson Observatory fu costruito sul Monte Wilson alto 1.740 metri (chiamato per il colono in anticipo Benjamin Wilson). È stata fondata da George Ellery Hale, un astronomo solare dedito allo studio e alla comprensione delle macchie solari, ed è stato anche una delle persone chiave coinvolte nella costruzione di telescopi all'inizio del XX secolo. Portò il telescopio riflettore Hale da 60 pollici sul Monte Wilson, seguito dal telescopio Hooker da 100 pollici. Ha anche costruito un telescopio da 200 pollici nella vicina Palomar Mountain, a sud di Los Angeles. Fu il lavoro di Hale che alla fine ispirò Griffith J. Griffith a dare soldi per l'Osservatorio Griffith di Los Angeles.

L'osservatorio di Mount Wilson è stato originariamente costruito con finanziamenti dalla Carnegie Institution di Washington. In tempi più recenti, ha ricevuto finanziamenti dalle università. Sollecita inoltre il sostegno del pubblico sotto forma di donazioni per il continuo funzionamento delle strutture. 

Il telescopio Hooker da 100 pollici, un tempo il più grande del mondo. È ancora in uso oggi. Ken Spencer, CC BY-SA 3.0 

Sfide e telescopi

Costruire telescopi di livello mondiale in cima alla montagna rappresentava una serie di sfide per i fondatori dell'osservatorio. L'accesso alla montagna era limitato dalle strade sconnesse e dal terreno ancora più accidentato. Tuttavia, un consorzio di persone provenienti da Harvard, University of Southern California e Carnegie Institutions ha iniziato a lavorare alla costruzione dell'osservatorio. Per il nuovo sito sono stati ordinati due telescopi, uno strumento Alvan Clark da 40 pollici e un rifrattore da 13 pollici. Gli astronomi di Harvard iniziarono a usare l'osservatorio alla fine del 1880. I turisti invasori e i proprietari della terra hanno reso le cose difficili e per un certo periodo il sito dell'osservatorio ha chiuso. Il telescopio da 40 pollici progettato fu deviato per l'uso all'Osservatorio di Yerkes nell'Illinois. 

Alla fine, Hale e altri decisero di tornare sul Monte Wilson per costruire lì nuovi telescopi. Hale voleva fare la spettroscopia stellare come parte di nuovi progressi nell'astronomia. Dopo molto avanti e indietro, Hale firmò un contratto per affittare 40 acri in cima al Monte Wilson per costruire un osservatorio. In particolare, voleva creare un osservatorio solare lì. Ci vollero diversi anni, ma alla fine quattro grandi telescopi, tra cui i più grandi strumenti solari e stellari del mondo, sarebbero stati costruiti sulla montagna. Usando queste strutture, astronomi come Edwin Hubble hanno fatto scoperte significative su stelle e galassie. 

I telescopi originali Mount Wilson

I telescopi del Monte Wilson erano dei colossi per costruire e trasportare su per la montagna. Poiché pochi veicoli erano in grado di guidare, Hale ha dovuto fare affidamento su carrozze trainate da cavalli per far apparire gli specchi e le attrezzature necessarie. Il risultato di tutto il duro lavoro fu la costruzione dello Snow Solar Telescope, che fu il primo ad essere installato sulla montagna. Ad esso si univa la torre solare da 60 piedi e poi una torre solare da 150 piedi. Per l'osservazione non solare, l'osservatorio ha costruito il telescopio Hale da 60 pollici e infine il telescopio Hooker da 100 pollici. Hooker ha detenuto il record per molti anni come il più grande telescopio del mondo fino a quando il 200 pollici è stato costruito a Palomar. 

Il telescopio Hale viene trasportato fino alla cima del Monte Wilson. Dominio pubblico.  

Strumenti attuali

Nel corso degli anni l'Osservatorio del Monte Wilson alla fine ottenne diversi telescopi solari. Ha anche aggiunto strumenti come l'interferometro spaziale a infrarossi. Questa matrice offre agli astronomi un altro modo di studiare le radiazioni infrarosse provenienti da oggetti celesti. Inoltre, sulla montagna sono in uso due interferometri stellari, un telescopio da 61 cm e il telescopio a infrarossi Caltech. Nel 2004, la Georgia State University ha costruito un interferometro ottico chiamato CHARA Array (chiamato per il Center for Angular Resolution Astronomy). È uno degli strumenti più potenti del suo genere. 

La cima della torre solare sul Monte Wilson. Dave Foc, CC BY-SA 3.0. 

Ogni pezzo della collezione dell'Osservatorio del Monte Wilson è dotato di telecamere CCD, array di rivelatori, spettrometri e spettrografi all'avanguardia. Tutti questi strumenti aiutano gli astronomi a registrare le osservazioni, creare immagini e dissezionare la luce che fluisce da oggetti distanti nel cosmo. Inoltre, per aiutare a correggere le condizioni atmosferiche, il telescopio da 60 pollici è stato dotato di ottica adattiva che gli consente di ottenere immagini più nitide.

Notevoli osservazioni al Monte Wilson

Non molto tempo dopo la costruzione dei più grandi telescopi, gli astronomi hanno iniziato a radunarsi per usarli. In particolare, l'astronomo Edwin P. Hubble usò il Hooker per scrutare gli oggetti distanti che erano (all'epoca) chiamati "nebulose a spirale". Fu a Mount Wilson che fece le sue famose osservazioni sulle stelle variabili Cefeide nella "nebulosa" di Andromeda e concluse che questo oggetto era davvero una galassia distante e distinta. Quella scoperta nella Galassia di Andromeda ha scosso le basi dell'astronomia. Poi, qualche anno dopo, Hubble e il suo assistente, Milton Humason, fecero ulteriori osservazioni per dimostrare che l'universo si stava espandendo. Queste osservazioni hanno costituito la base del moderno studio della cosmologia: l'origine e l'evoluzione dell'universo. Le sue opinioni sull'universo in espansione hanno informato la costante ricerca della cosmologia alla comprensione di eventi come il Big Bang. 

Edwin P. Hubble, l'astronomo che ha usato il telescopio da 100 pollici Mount Wilson per osservare galassie distanti. Il suo lavoro ha portato alla scoperta dell'universo in espansione. Dominio pubblico 

L'osservatorio del Monte Wilson è stato anche usato per cercare prove di cose come la materia oscura, dall'astronomo Fritz Zwicky, e per lavorare ulteriormente sui diversi tipi di popolazioni stellari di Walter Baade. La questione della materia oscura è stata studiata anche da altri astronomi, tra cui il compianto Vera Rubin. Alcuni dei nomi più importanti dell'astronomia hanno usato questa struttura nel corso degli anni, tra cui Margaret Harwood, Alan Sandage e molti altri. Oggi è ancora ampiamente utilizzato e consente l'accesso remoto agli osservatori di tutto il mondo.