Nel mondo dell'astronomia moderna, uno dei dilemmi più frustranti che affrontano i ricercatori riguarda l'impossibilità di catturare simultaneamente oggetti celesti di luminosità drasticamente diverse nella stessa immagine. Mentre le stelle più brillanti saturano i sensori tradizionali, quelle più deboli rimangono invisibili, costringendo gli scienziati a scegliere tra precisione nella localizzazione e accuratezza nella misurazione della luminosità. Una nuova tecnologia sviluppata presso l'Indian Institute of Science di Bengaluru potrebbe finalmente risolvere questo compromesso fondamentale, aprendo scenari inediti per l'osservazione del cosmo.
La rivoluzione biomimetica nell'imaging astronomico
Un team guidato da Chetan Singh Thakur ha ottenuto un risultato sorprendente installando telecamere neuromorfiche su telescopi presso l’Aryabhatta Research Institute, in Uttarakhand. Grazie a questa tecnologia innovativa, sono riusciti a catturare in un’unica immagine il sistema binario di Sirio: la stella più luminosa del cielo notturno (Sirio A) e la sua compagna molto più debole (Sirio B), nonostante la differenza di luminosità tra le due sia di circa 10.000 volte.
Come sottolinea Mark Norris dell’Università del Central Lancashire, “con i sensori tradizionali non sarebbe mai stato possibile riprendere entrambe le stelle in modo così chiaro”. Le telecamere neuromorfiche funzionano in modo simile all’occhio umano: invece di registrare continuamente tutti i pixel, acquisiscono dati solo quando cambia la luminosità, permettendo così una maggiore sensibilità e contrasto.
Meteore e oggetti interstellari: la nuova frontiera del tracking
Oltre al sistema di Sirio, i ricercatori sono riusciti a documentare con precisione il passaggio di meteoriti tra la Terra e la Luna, dimostrando un'altra capacità cruciale di questa tecnologia: il tracking ad alta velocità. Le telecamere neuromorfiche possono operare a frequenze di diversi kilohertz, eliminando completamente l'effetto motion blur che affligge i sistemi tradizionali quando devono seguire oggetti in rapido movimento.
Questa caratteristica si rivela particolarmente preziosa per studiare fenomeni come l'oggetto interstellare 3I/ATLAS, che sta attraversando velocemente il nostro sistema solare. Tradizionalmente, gli astronomi devono scegliere tra due approcci problematici: seguire l'oggetto con il telescopio, sfocando così lo sfondo e rendendo difficile calcolare la posizione precisa, oppure lasciare che l'oggetto attraversi il campo visivo, causando una sfocatura dell'oggetto stesso.
Il principio di indeterminazione astronomico superato
Come osserva Norris, questo dilemma ricorda il principio di indeterminazione della fisica quantistica: “Vuoi sapere esattamente quanto è luminoso? O dove si trova? È come in meccanica quantistica: non puoi conoscere entrambe le cose con precisione allo stesso tempo.”
Le telecamere neuromorfiche potrebbero però superare questo limite, permettendo agli astronomi di conoscere posizione e luminosità di un oggetto nello stesso momento, senza perdere la nitidezza dello sfondo stellare. Il segreto di questa versatilità sta nel modo in cui questi sensori rilevano la luce: invece di usare una scala lineare, adottano una scala logaritmica. Questo consente di catturare anche gli oggetti più deboli, senza che vengano sovrastati dalla presenza di fonti luminose intense che, con le telecamere tradizionali, causerebbero una saturazione dell’immagine.
Limiti e prospettive future
Nonostante i suoi evidenti vantaggi, la tecnologia neuromorfica ha ancora alcune limitazioni che ne impediscono un uso universale in campo astronomico. La risoluzione delle immagini è generalmente inferiore rispetto a quella dei sensori CCD, comunemente usati nei telescopi, e l’efficienza nel catturare la luce si ferma al 78%, contro il 95% raggiunto dai CCD tradizionali.
Questo significa che, per osservare oggetti estremamente deboli al limite della visibilità, i sensori classici restano più efficaci. Tuttavia, come spiega Norris, molti telescopi moderni utilizzano più tipi di sensori intercambiabili in base al tipo di osservazione. In questo contesto, le telecamere neuromorfiche potrebbero diventare uno strumento specializzato molto prezioso, ideale per studiare oggetti con luminosità molto diverse o per seguire con precisione eventi astronomici particolarmente rapidi.