LOsservatorio astronomico di Capodimonte è la sezione napoletana dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, INAF, il principale ente italiano per la ricerca astronomica e astrofisica da terra e dallo spazio. L'Osservatorio di Napoli è impegnato nelle principali linee di ricerca della moderna astrofisica in collaborazione con le università e con altre istituzioni nazionali ed internazionali.
A Capodimonte si studiano il Sole e il Sistema Solare attraverso l'analisi delle polveri cosmiche e la costruzione di strumenti per le principali missioni spaziali dell'ESA e dell'ASI. Con le osservazioni realizzate ai grandi telescopi dell'ESO, dislocati nel deserto di Atacama in Cile, si indaga la vita delle stelle, dalla loro formazione sino agli ultimi stadi evolutivi caratterizzati dalle grandi esplosioni di supernovae e di lampi gamma, questi associati, in qualche caso all'emissione di onde gravitazionali.
Con le osservazioni dei satelliti si studiano le proprietà fisiche di oggetti estremi come le stelle di neutroni e i buchi neri, mentre con le ricerche sull'evoluzione e sulla dinamica delle galassie si comprendono le proprietà della materia oscura. Si progettano strumenti di nuova generazione per i grandi telescopi del futuro come E-ELT. L'Osservatorio di Napoli, la più antica istituzione scientifica partenopea, svolge anche un importante ruolo per la promozione e diffusione sul territorio della cultura scientifica e delle conoscenze astronomiche.
Storia Voluto da Ferdinando IV nel 1791, l'Osservatorio astronomico di Napoli ebbe una sede operativa presso l'antico monastero di san Gaudioso a Caponapoli con decreto del 29 gennaio 1807 di Giuseppe Bonaparte. L'astronomo Giuseppe Cassella fu il primo direttore della specola partenopea. Con l'arrivo sul trono di Napoli di Gioacchino Murat, l'astronomo Federigo Zuccari ottenne dal re francese l'ordine che si costruisse un nuovo edificio dalle forme monumentali. Murat approvò l'impresa l'8 marzo del 1812 e il 4 novembre fu posta la prima pietra del nuovo osservatorio con una solenne cerimonia presieduta dal ministro Giuseppe Zurlo.
Per l'edificazione dell'osservatorio astronomico si scelse la collina di Miradois, un'altura vicina alla reggia di Capodimonte a Napoli che prendeva il nome dalla villa cinquecentesca del marchese di Miradois, reggente della Gran Corte della Vicaria, da dove si può ammirare il panorama della città e del golfo di Napoli. Il progetto fu affidato all'architetto Stefano Gasse che realizzò un grandioso e monumentale edificio in stile neoclassico, il primo che si progettasse nella capitale del Regno di Napoli. I lavori terminarono nel 1819, quando sul trono era ritornato Ferdinando I di Borbone, sotto la supervisione dell'astronomo Giuseppe Piazzi e dell'architetto Pietro Bianchi. La sera del 17 dicembre 1819 l'astronomo compì la prima osservazione dal nuovo osservatorio osservando la stella α Cassiopea.
Gli astronomi di Capodimonte si muovevano sul filone classico dell'astronomia di posizione e rispondevano alla vocazione pratica e quotidiana del tipico osservatorio ottocentesco: la misura e regolazione del tempo civile, ossia l'indicazione del tempo esatto, e le rilevazioni di carattere meteorologico. L'apertura verso altre scienze non fu favorita: eppure, è proprio dagli interscambi tra matematica, chimica e fisica che nacque e si sviluppò a livello internazionale il nuovo settore dell'astrofisica. La specola di Capodimonte s'inserì in un circuito di lavoro internazionale. Solo dal 1912, con la direzione di Azeglio Bemporad (1912-1932) ci si incominciò ad interessare di astrofisica.
Prima dell'istituzione dell'Osservatorio, già nel 1732 Celestino Galiani aveva promosso la formazione di un osservatorio anche a Napoli presso il forte di sant'Elmo. Successivamente, nel 1750, il professore di astronomia Felice Sabatelli avanzò la proposta di fissarlo nel complesso militare di Pizzofalcone e poi, il 28 marzo 1791, Ferdinando IV acconsentì che si creasse una specola astronomica nell'ala nord est dell'attuale museo archeologico nazionale. Il sito non fu ritenuto idoneo e dell'antico progetto dell'architetto Pompeo Schiantarelli e dell'astronomo Cassella fu realizzata la sola meridiana nel salone centrale dell'edificio.
La Specola di Capodimonte si può annoverare tra gli istituti internazionali più attivi e prestigiosi.
Nel 2012, in occasione dei 200 anni dalla fondazione dell'Osservatorio di Capodimonte, è stato emesso un francobollo per celebrare l'anniversario. Sempre nel 2012, la collaborazione tra l'osservatorio di Capodimonte e l'ESO ha portato alla realizzazione del primo telescopio medio-grande progettato e realizzato in Italia, è il VLT survey telescope in Cile.
Organizzazione La ricerca dell'INAF-OAC si articola in progetti che rientrano nelle aree di interesse primario dell'INAF, quali lo studio del Sole, dei corpi del sistema solare, delle stelle, del mezzo interstellare e delle galassie, la cosmologia, lo sviluppo di tecnologie innovative per osservazioni dalla Terra e misure nello spazio. Le componenti dell'analisi teorica, delle osservazioni da terra e dallo spazio, della sperimentazione in laboratorio e delle relative analisi di dati contribuiscono a realizzare programmi che sempre più sono rivolti a studiare i processi astrofisici nella loro genesi ed evoluzione. Le ricerche sono caratterizzate da forte interdisciplinarità tra i vari settori dell'astrofisica teorica, osservativa e sperimentale e con settori scientifici contigui all'astrofisica (fisica fondamentale, chimica, biologia, elettronica, informatica, ingegneria, etc.). Le attività di sviluppo tecnologico per strumentazione astrofisica di terra e per lo spazio portano l'INAF-OAC a una particolare attenzione verso le potenzialità di ricadute nell'ambito del trasferimento tecnologico dei progetti svolti.
L'INAF-OAC è da considerare un unico laboratorio nel quale confluiscono attività sperimentali, teoriche ed osservative che, sia pur orientate a vari fini complementari per la ricerca astrofisica, convergono in un progetto: lo studio dell'universo nelle sue componenti costitutive.
Il Laboratorio di fisica solare
Le ricerche in fisica solare dell'INAF-OAC si inseriscono nel contesto dell'evoluzione delle conoscenze sul Sole fortemente motivata dal progetto internazionale International Living With a Star – Vivere con una stella, attraverso studi dei processi dinamici e magnetici che avvengono nell'atmosfera solare. Questi processi sono in grado di influenzare in modo significativo le attività dell'uomo sulla Terra e nello spazio, e la loro conoscenza rappresenta un paradigma indispensabile per lo studio della fisica delle stelle.
I progetti di ricerca principali sono: Eliosismologia – studio di onde ed oscillazioni in fotosfera solare. L'enfasi è sulla caratterizzazione dei diversi tipi di onde (magneto)-idro-dinamiche e sulle proprietà dell'atmosfera che possono essere estratte dall'analisi spazio-temporale della dinamica. Da ricordare che le vibrazioni globali del Sole – l'embrione dell'eliosismologia – sono state scoperte negli anni settanta dalla stazione tedesca di Capri da F. L. Deubner. Composizione chimica dell'atmosfera solare esterna – anomalie, una questione aperta da molti anni e tuttora irrisolta; Energia emessa nell'estremo ultravioletto – stima quantitativa e distribuzione spettrale dell'irradianza; Sorgenti delle oscillazioni solari – ovvero "cos'è che fa vibrare il Sole?"; un argomento che unisce gli studi sulle parti interna ed esterna dell'atmosfera solare.
In ambito tecnologico, l'INAF-OAC svolge un ruolo-guida nel progetto CONCORDIASTRO/Italia. Il progetto prevede la realizzazione ed installazione del primo telescopio solare presso la base italo-francese Concordia a Dome C in Antartide. Lo scopo è svolgere un programma osservativo pilota, per poter definire la qualità del seeing solare in quel sito nella prospettiva di futuri e più ambizioni progetti osservativi.
Parallelamente, le attività sperimentali presso il Laboratorio di fisica solare dell'INAF-OAC si basano sull'utilizzo dello strumento VAMOS (Velocity And Magnetic Observations of the Sun) interamente progettato e realizzato presso l'INAF-OAC. Lo strumento, basato su filtri magneto-ottici è capace di acquisire immagini a Sole intero della dinamica e del campo magnetico fotosferici. È disponibile in laboratorio tutta la filiera per la manifattura delle celle a vapori di potassio in uso nel VAMOS e la verifica della loro banda passante, basata su sistema laser.
Il Laboratorio di fisica cosmica e planetologia Presso l'INAF-OAC opera un Laboratorio di fisica cosmica e planetologia, riconosciuto a livello internazionale, anche dalle agenzie spaziali europea (ESA) ed americana (NASA). Il laboratorio è equipaggiato con una vasta gamma di strumenti sofisticati e di avanguardia dedicati all'analisi fisico-chimica di composti solidi e molecolari.
Nel laboratorio vengono svolte: Simulazioni su materiali presenti e su processi attivi nello spazio Le tecniche sperimentali utilizzate consentono di riprodurre in laboratorio i processi di formazione attivi intorno alle stelle e di evoluzione nel cosmo di composti a base di carbonio e silicio, fino alla nascita dei pianeti del nostro sistema solare, inclusa la Terra, che ha poi ospitato la vita, secondo la nostra accezione. Gli esperimenti riguardano l'interazione di atomi e fotoni UV con le superfici di grani di carbone, di silicati e di ghiacci con diversa composizione e struttura. Grazie alla strumentazione progettata e realizzata presso il laboratorio è possibile studiare, tra l'altro, i processi di formazione di legami chimici tra atomi (H, O) e superfici di particelle sub-microniche. Analisi su campioni di origine extraterrestre L'INAF-OAC ha sviluppato tecniche di analisi che consento di studiare meteoriti e minutissime particelle provenienti dallo spazio la cui origine è associabile a Marte, comete ed asteroidi. In passato campioni sono stati forniti all'INAF-OAC dalla NASA o raccolti direttamente dalla stazione russa Mir nell'ambito di un progetto internazionale. L'INAF-OAC è stato accreditato dalla NASA per partecipare alle analisi delle particelle raccolte dalla sonda Stardust che, per la prima volta, ha ricondotto a Terra autentica polvere di cometa. L'INAF-OAC riceverà campioni originali e contribuirà alla costituzione della banca dati della NASA sulle particelle raccolte. Indagini mirate all'interpretazione di dati provenienti da missioni spaziali Le analisi sperimentali su materiali e processi risultano indispensabili per interpretare i dati provenienti da osservazioni eseguite dalle più importanti missioni spaziali internazionali in corso o future. Questo aspetto comporta il coinvolgimento nelle missioni: Missione spaziale Cassini-Huygens della NASA – strumenti VIMS (Visual and Infrared Mapping Spectrometer) e CIRS (Composite Infrared Spectrometer), che stanno fornendo dati sulla composizione e le proprietà superficiali degli anelli e delle lune di Saturno e sull'atmosfera di Saturno e di Titano; Mars Express dell'ESA – strumento PFS (Planetary Fourier Spectrometer), che sta ricavando informazioni sui materiali presenti sulla superficie di Marte. Inoltre, presso l'INAF-OAC sta nascendo il centro di coordinamento nazionale per l'astrobiologia, ossia la scienza che si occupa di seguire le linee evolutive che hanno portato alla nascita della vita sulla Terra. Tale scienza è guidata da un forte carattere interdisciplinare, perché in essa convergono competenze di astronomia, chimica, biologia e geologia.
Il Laboratorio di fisica stellare