Il percorso di Alternanza Scuola-Lavoro ha cercato di coniugare gli aspetti teorici con quelli pratici. Qui di seguito sono illustrate le principali attività svolte.
Il percorso di alternanza scuola-lavoro ha rappresentato un’esperienza formativa intensa e articolata, strutturata in una serie di attività teoriche e pratiche svolte prevalentemente in piccoli gruppi. Dopo alcune lezioni introduttive, dedicate alla comprensione del contesto scientifico del progetto, abbiamo affrontato argomenti chiave come la struttura della galassia, le onde elettromagnetiche, l’effetto Doppler, l’effetto fotoelettrico e la quantizzazione dell’energia, fino ad arrivare all’analisi dello spettro elettromagnetico. In questo ambito abbiamo potuto osservare direttamente gli spettri di diversi elementi attraverso un esperimento in aula.
Successivamente, ogni gruppo si è concentrato su un tema specifico: l’effetto Doppler, la densità dell’idrogeno neutro, la mappa tridimensionale della Galassia e l’analisi delle nubi ad alta velocità. Dopo un primo studio teorico, abbiamo intrapreso un lavoro di ricerca più applicativo, che ha previsto la raccolta e l’analisi di dati reali ottenuti tramite un radiotelescopio situato presso il PL Space Center, nei pressi di Pordenone, gestito dall’azienda PrimaLuceLab. Grazie all’utilizzo di strumenti semi-professionali, abbiamo potuto comprendere il funzionamento del sistema di acquisizione e i metodi di analisi dei dati astrofisici.
Durante le fasi successive del progetto, ci siamo dedicati all’elaborazione dei dati forniti dal docente, iniziando con l’interpretazione di grafici già pronti, selezionando quelli con picchi significativi e coerenti con l’oggetto di studio. Abbiamo poi ricevuto ulteriori file contenenti dati grezzi, che abbiamo filtrato in autonomia, applicando formule matematiche per selezionare gli intervalli di interesse, come nel caso dei valori di velocità radiale compresi tra -150 e 0 km/s. Questo lavoro ha richiesto attenzione e precisione, in quanto propedeutico all’elaborazione di grafici più chiari e comprensibili, utili per la stesura della relazione finale.
Ogni gruppo ha proseguito la propria ricerca con un approccio mirato. Chi ha lavorato sulla densità dell’idrogeno neutro, ad esempio, ha prodotto un grafico rappresentativo della distribuzione spaziale dell’idrogeno nella Galassia. Il gruppo dedicato alle nubi ad alta velocità ha invece identificato e selezionato solo quei dati che si riferivano a oggetti al di fuori dei bracci a spirale della Via Lattea, confrontando infine la propria mappa con quelle presenti in letteratura. Altri gruppi si sono concentrati sulla costruzione di una mappa tridimensionale della Galassia: partendo da una selezione accurata di fonti online, hanno riorganizzato e filtrato i dati in base a coordinate spaziali, suddividendo poi i risultati in livelli a seconda della coordinata z per facilitare l’analisi volumetrica.
La fase finale del progetto ha visto la sintesi del lavoro di tutti i gruppi in una tesina unica, che raccoglie grafici, dati, spiegazioni dettagliate e riflessioni sui risultati ottenuti. Questo percorso ci ha permesso non solo di approfondire conoscenze scientifiche, ma anche di sviluppare competenze nell’analisi dei dati, nella ricerca autonoma e nella collaborazione di gruppo, avvicinandoci concretamente al metodo scientifico e al mondo della ricerca astrofisica.
All'interno del percorso formativo è stata attivata una collaborazione con l'azienda PrimaLuceLab per testare il loro radiotelescopio SPIDER 300A MarkII nel campo dello studio dell'idrogeno galattico. Un'altra ottima opportunità per collaborare con una azienda molto innovativa in questo settore. PrimaLuceLab è una azienda italiana fondata nel 2013 per creare soluzioni innovative per l'esplorazione remota dell'universo. Grazie ad un brillante staff di ingegneri, progettisti e personale esperto, PrimaLuceLab sviluppa prodotti innovativi che automatizzano e consentono il controllo remoto di qualsiasi telescopio e tecnologie che consentono l’utilizzo di antenne compatte per catturare segnali radio anche molto deboli in arrivo dallo Spazio (www.primalucelab.it)
Abbiamo realizzato il materiale che qui potete leggere.
Il nostro percorso di alternanza scuola-lavoro ad Asiago è iniziato martedì 3 giugno con una suggestiva camminata lungo il Sentiero dei Pianeti, che collega il centro del paese all’Osservatorio Astrofisico dell’Università di Padova. Ad accoglierci presso la cupola multimediale è stato l’astronomo Paolo Ochner, che ci ha illustrato la struttura e il funzionamento dell’osservatorio.
La nostra prima attività ha riguardato lo studio degli spettri luminosi. Con l’ausilio di appositi occhiali, abbiamo osservato le emissioni di diverse sorgenti luminose (LED, incandescenza e fluorescenza), confrontandone i colori e le lunghezze d’onda. Il dott. Ochner ci ha poi spiegato come in passato si ricavassero gli spettri di emissione degli elementi chimici mediante la combustione di sostanze come stronzio, magnesio, sodio e potassio.
Successivamente abbiamo analizzato lo spettro di emissione del Sole ad alta risoluzione utilizzando uno spettroscopio. È seguito un approfondimento sull’osservazione solare attraverso un telescopio dotato di filtro in mylar (capace di schermare il 99,997% della luce solare), un coronografo e un cercatore anch’esso filtrato. Poiché ci troviamo poco dopo il massimo dell’attività solare, che segue un ciclo di circa 11 anni, abbiamo potuto osservare il Sole in una fase particolarmente attiva, caratterizzata da macchie solari, brillamenti e archi di plasma, fenomeni responsabili anche delle aurore boreali.
Le macchie solari sono regioni della superficie solare con temperatura inferiore alla media e intensa attività magnetica. Spesso si formano in coppie con polarità opposta, unite da archi di plasma a causa delle forze di attrazione magnetica e gravitazionale. Abbiamo avuto la rara opportunità di assistere a un brillamento molto intenso, con un arco alto circa tre volte il diametro terrestre. I brillamenti solari sono eventi violenti e improvvisi, accompagnati da emissioni di energia elettromagnetica, luce visibile e particelle cariche.
In seguito ci siamo spostati nella seconda cupola, dove il prof. Stefano Ciroi ci ha raccontato la storia del telescopio Galileo, costruito tra il 1940 e il 1942 dalle Officine Galileo di Firenze e dedicato al celebre scienziato nel terzo centenario della sua morte. Con un diametro di 1,22 metri, è stato per gran parte del Novecento il telescopio più grande d’Europa. In serata siamo tornati in osservatorio per un'osservazione notturna, ma a causa delle nuvole siamo riusciti a osservare solamente la Luna.
Il giorno seguente abbiamo partecipato a una lezione sull’effetto Doppler, propedeutica al progetto di ricerca che avremmo svolto nei giorni successivi. L’obiettivo era costruire la mappa di rotazione della galassia NGC 3198 utilizzando dati reali e software professionali, apprendendo metodi e tecniche proprie della ricerca astrofisica. Nel pomeriggio abbiamo iniziato l’analisi dei dati, concentrandoci inizialmente sull’asse maggiore della galassia (PA = 42°). Ogni gruppo ha poi analizzato un’inclinazione diversa.
Le attività svolte da ciascun gruppo comprendevano: la determinazione del centro galattico, la misura della posizione della riga Hα a 6563 Å in funzione della distanza dal centro, il calcolo della velocità circolare e della massa della galassia. Questo lavoro si è concluso giovedì. Nel pomeriggio abbiamo approfondito ulteriormente l’osservazione delle macchie solari, grazie a condizioni meteorologiche favorevoli.
Durante la penultima giornata abbiamo completato l’analisi della galassia: ogni gruppo ha prodotto grafici relativi alla velocità angolare in funzione dell’inclinazione assegnata. L’ultimo passo è stato la stesura di un elaborato esplicativo del percorso svolto.
La sera conclusiva, finalmente con cielo sereno, abbiamo potuto osservare diversi oggetti celesti: M82, M13, M57, Vega e T Coronae Borealis. Attraverso il telescopio Galileo ne abbiamo analizzato anche gli spettri.
Anche quest’anno desideriamo ringraziare il prof. Stefano Ciroi e il dott. Paolo Ochner per la loro disponibilità e passione, che hanno reso questa esperienza indimenticabile. Un ringraziamento speciale va anche ai nostri docenti accompagnatori, prof. Mario Sandri e prof. Christian Stringari, per averci guidato con entusiasmo in questa avventura.
Questo è il file prodotto dai ragazzi durante il loro esperimento presso l'Osservatorio Astrofisico di Asiago.