Primi passi del Progetto EMBLA a Hessdalen:
Rapporto Preliminare

Dr. Massimo Teodorani
Astrofisico, Supervisore Scientifico CIPH http://www.itacomm.net/PH/
Consulente Scientifico CNR-IRA

Via Catalani 45 - 47023 Cesena (FC) - ITALY
email: mteo@linenet.it

Prof. Stelio Montebugnoli
Dirigente Tecnologo CNR-IRA
Direttore Progetto EMBLA 2000

Stazione Radioastronomica CNR-IRA
Via Fiorentina - Medicina (BO) - ITALY
email: stelio@ira.bo.cnr.it

Ing. Jader Monari
Contrattista - Tecnologo CNR-IRA
Stazione Radioastronomica CNR-IRA
Via Fiorentina - Medicina (BO) - ITALY
email: jmonari@ira.bo.cnr.it

 

Riassunto. Nell’agosto dell’anno 2000, un gruppo di scienziati italiani, che opera in collaborazione con i colleghi norvegesi dello Østfold College, ha effettuato una spedizione strumentale a Hessdalen, la quale è stata soltanto la prima di una serie di missioni scientifiche, pianificate nell’ambito della collaborazione italo-norvegese Progetto EMBLA. Gli analizzatori di spettro radio, che sono rimasti automaticamente in funzione senza interruzione per 25 giorni, hanno permesso di scoprire segnali periodici altamente anomali, caratterizzati da una morfologia di tipo “spike” e di tipo “doppler”. Durante le numerose osservazioni del cielo, inoltre, è stato più volte possibile avvistare fenomeni luminosi in atmosfera in diverse zone della vallata di Hessdalen. Questo articolo, in cui viene descritta la fenomenolgia sia radio che visuale, costituisce un rapporto preliminare sulla missione. Inoltre, viene discusso un modello teorico che potrebbe spiegare alcuni aspetti dei segnali radio anomali registrati.

 

1. Introduzione

Il Progetto EMBLA nacque nel 1998 come iniziativa di ricerca congiunta tra l’Istituto di Radioastronomia (IRA) del CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche), con sede a Medicina (BO), e lo Østfold College of Engineering, con sede a Sarpsborg, in Norvegia. Lo scopo di EMBLA è lo studio, mediante sofisticati ricevitori radio e spettrometri, del comportamento elettromagnetico dei fenomeni luminosi inesplicati che avvengono con ricorrenza a Hessdalen, in Norvegia. Dopo alcuni incontri con Erling Strand e con Bjørn Gitle Hauge, professori assistenti dello Østfold College e principali ricercatori del “Project Hessdalen”, si è finalmente deciso di installare a Hessdalen la strumentazione del CNR-IRA nel mese di agosto del 2000. Tali strumenti hanno funzionato ininterrottamente per 25 giorni. La fenomenologia di Hessdalen è ben nota fin dal 1984 (v. 10, 23, 24, 25, 29, 31, 32, 35, 37). Insieme ad alcuni altri casi di fenomeni luminosi ricorrenti nel mondo (v. 12, 13, 15, 19, 20, 26, 27), Hessdalen è la prova vivente che alcuni fenomeni luminosi in atmosfera possono essere concentrati in zone determinate. La causa per cui tutto ciò avviene è ancora ignota, benché siano state proposte diverse teorie (v. 6, 21, 25, 34, 41). Il fenomeno di Hessdalen fu indagato per la prima volta nel 1984 mediante strumentazione magnetometrica, radiometrica e radar da Erling Strand e dai suoi collaboratori (v. 23): questa prima investigazione strumentale, durata ininterrottamente per circa 40 giorni ed effettuata in un periodo in cui il fenomeno di Hessdalen stava attraversando una fase particolarmente intensa, dimostrò che il fenomeno luminoso è misurabile, che riflette le onde radar, e che provoca perturbazioni magnetiche locali, nonché segnali radio non identificati di tipo “spike” nella banda HF-VHF. Il Progetto EMBLA, che è diventato operativo nell’anno 2000, mira principalmente ad esaminare le caratteristiche radio del fenomeno di Hessdalen. Per quanto concerne il campo specifico delle emissioni radio, i vantaggi principali del Progetto EMBLA rispetto alle misurazioni ottenute nel 1984 dal Progetto Hessdalen sono i seguenti: a) una banda di frequenza molto più ampia (in questo caso, allargata alle finestre radio ELF, VLF e UHF); b) una sensibilità molto maggiore; c) una modalità di acquisizione dei dati totalmente automatizzata. Poiché il fenomeno di Hessdalen (HP) genera luce che, secondo i dati ottenuti in precedenza, è in grado di influenzare il campo magnetico terrestre, lo scopo attuale del Progetto EMBLA consiste nel rilevare le emissioni radio dello HP, per poi determinarne la distribuzione spettrale dell’energia, il meccanismo di emissione, ed eventualmente la composizione chimica dei plasmoidi dovuti allo HP. Dall’agosto del 1998, il Progetto Hessdalen utilizza strumentazione ottica automatizzata, rappresentata da una sofisticata videocamera. Rispetto a ciò che si poté osservare nel 1984, l’incidenza mensile attuale (1998-2000) del fenomeno luminoso a Hessdalen è sensibilmente diminuita. Tuttavia, la possibilità di un monitoraggio costante per mezzo di una videocamera automatizzata ha aumentato di molto la capacità di registrare in ogni momento la comparsa del fenomeno. Una videocamera a stato solido Panasonic fornita di obiettivo grandangolare, collegata con un videoregistratore e con un computer Indy della Silicon Graphics, è installata attualmente nell’Osservatorio Interattivo di Hessdalen (Figura 1; v. 1, 2, 28). Tale sistema è in grado di compiere ogni secondo un monitoraggio completo di una zona determinata della vallata di Hessdalen e di registrare ogni “target” la cui luminosità sia maggiore del valore di soglia. I frame registrati sono immediatamente resi disponibili ai ricercatori mediante il sito web del Progetto Hessdalen (v. 29). Ogni fenomeno ottico eventualmente registrato viene analizzato in una fase successiva, in cui i “casi anomali” autentici vengono accuratamente distinti dagli oggetti identificati (quali gli aeromobili o gli oggetti celesti), e opportunamente selezionati. Vengono presi in considerazione anche i casi incerti, su cui è stata effettuata soltanto un’analisi preliminare, molti dei quali, dopo un’analisi ulteriore, potranno eventualmente essere classificati come casi anomali autentici. I dati selezionati finora acquisiti dalla videocamera sono mostrati nella Figura 2. I dati provenienti dalla videocamera automatizzata possono essere indicativi del comportamento reale seguito dalle luci di Hessdalen rispetto all’ora e al mese, ma non lo sono del numero reale delle luci che appaiono. L’Osservatorio Interattivo di Hessdalen (HIO, Hessdalen Interactive Observatory) è situato in una posizione dalla quale è più probabile osservare le luci, anche se: a) l’angolo di osservazione è limitato a poco più di 100°; b) il sensore utilizzato non è in grado di registrare luci di bassa intensità e di durata molto breve; c) non possono essere registrati i fenomeni luminosi che si manifestano molto lontano dallo HIO, o che rimangono nascosti dalle colline, o che avvengono sul versante opposto rispetto all’osservatorio. Di conseguenza, le statistiche che se ne ricavano possono essere considerate affidabili per quanto concerne la “distribuzione temporale relativa”, ma i numeri ottenuti dovrebbero essere moltiplicati per un fattore di scala che allo stato attuale non può essere facilmente valutato. Lo HIO è dotato anche di un magnetometro Fluxgate in grado di misurare ora per ora il campo magnetico locale (v. 30). Nel prossimo futuro, il Progetto Hessdalen aggiungerà alla strumentazione attualmente disponibile: a) nuovi sensori ottici CCD; b) un radar avanzato; c) un nuovo magnetometro; d) una seconda stazione di osservazione, che sarà installata in un luogo diverso della vallata, in modo da consentire una rappresentazione tridimensionale e stereografica del fenomeno. Gli sforzi investigativi che sono stati compiuti fino ad ora mediante la strumentazione norvegese attualmente operativa presso l’Osservatorio Interattivo di Hessdalen, sono strettamente connessi con quelli compiuti nel campo delle emissioni radio nell’ambito del progetto italo-norvegese denominato EMBLA, che ha comunque potuto essere ideato e realizzato proprio grazie alla pionieristica iniziativa di monitoraggio lanciata dal “Project Hessdalen” nel 1984. Un primo test di questa collaborazione tecnico-scientifica internazionale è stato l’installazione di una piattaforma di strumenti radio automatizzati, la quale si è andata ad affiancare alla videocamera automatizzata tuttora operante all’Osservatorio Interattivo di Hessdalen. Tali strumenti (v. Fig. 1), che rappresentano la prima fase operativa (denominata “EMBLA 2000”) del progetto ”EMBLA”, sono stati progettati dai tecnici dell’Istituto di Radioastronomia (CNR). Nell’arco di buona parte del mese di agosto 2000 a Hessdalen erano in funzione:

A. Unità ELFO. Un Ricevitore VLF-ELF a correlazione e Spettrometro, connesso con antenne di tipo “loop”, sensibile al campo magnetico nel range 1KHz - 14KHz.
B. Unità INSPIRE. Un Ricevitore VLF e Spettrometro, connesso con antenna a dipolo, sensibile al campo elettrico nel range 1KHz - 100KHz (v. 7, 8, 39).
C. Unità SS-5 e SENTINEL 1. Due Spettrometri connessi con un Ricevitore a 1420 Mhz con bande passanti di 5 e 10 MHz e con risoluzione di 10Hz e 10KHz rispettivamente (v. 17).
D. Un’antenna a banda larga connessa ad un analizzatore di spettro HP che permette una scansione da 0.1 GHz - 1.8 GHz.

Tutti questi strumenti erano a controllo computerizzato, e i dati, che venivano acquisiti automaticamente e in maniera continua, venivano registrati su CD ROM. Si tratta di una grande quantità di dati (circa 21 GBy, compressi), i quali verranno analizzati in dettaglio non appena la fase di post-elaborazione sarà in fase avanzata.


Figura 1a. L’Osservatorio Interattivo di Hessdalen (HIO).


Figura 1b. I monitor di EMBLA all’interno dello HIO.

Il gruppo italo-norvegese, che era composto principalmente dagli ingegneri elettronici Stelio Montebugnoli (direttore del Progetto EMBLA 2000) e Jader Monari, dall’astrofisico Massimo Teodorani, e dagli ingegneri elettronici Bjørn Gitle Hauge e Erling Strand, ha anche svolto un’attività molto intensa di osservazione del cielo nelle ore notturne, durante la quale fenomeni luminosi e peculiari sono stati osservati più volte, e in alcuni casi fotografati, in diverse zone di Hessdalen. Un rapporto fotografico completo della missione EMBLA 2000 è stato già pubblicato in rete (v. 16).


Figura 2. sopra.
Numero orario di eventi luminosi registrati nel periodo Agosto 1998 - Agosto 2000 (barra scura inferiore: casi anomali accertati; barra chiara superiore: casi ancora incerti).
Figura 2. sotto.
Numero mensile di eventi luminosi registrati nel periodo Agosto 1998 - Agosto 2000 (barra scura inferiore: casi anomali accertati; barra chiara superiore: casi ancora incerti).

 

2. Misurazioni spettrometriche delle emissioni radio

Durante quasi tutto il mese di agosto dell’anno 2000 sono stati spesso registrati segnali anomali. In particolare, con il ricevitore VLF INSPIRE è stato possibile registrare “videate” in ogni momento in cui venivano rilevati tali segnali quando il personale era presente. I segnali anomali che immediatamente hanno attratto l’attenzione del personale sono i seguenti:

I. Segnali SPIKE. I segnali di tipo spike apparivano nella banda 3-7 KHz (v. Fig. 3) come “linee strette” molto nette e ben marcate. Il comportamento degli spike era di tipo periodico, mostrando fasi regolari di “On” e di “Off”.
II. Segnali DOPPLER. I segnali di tipo doppler, che talvolta accompagnavano i segnali di tipo spike, apparivano ad intermittenza nella banda 1-2 KHz come “linee larghe” più o meno inclinate, e coprivano un intervallo di frequenza più stretto (v. Fig. 4) rispetto a quello dei segnali di tipo spike. Dallo spostamento in frequenza che veniva misurato, è stato possibile determinare una velocità della sorgente di emissione variante in tempi brevissimi (dell’ordine di alcuni secondi), da 10.000 fino a 100.000 km/sec. L’inclinazione delle “linee larghe” cambiava occasionalmente da “negativa” a “positiva”: ciò indica chiaramente che lo spostamento doppler era sia verso il rosso che verso il blu.

A questi segnali anomali, registrati sia durante il giorno sia durante la notte, si accompagnavano e/o si sovrapponevano altri tipi di segnali, per lo più irregolari e asimmetrici, molti dei quali dovuti, si ritiene, al “rumore naturale” di origine solare e atmosferica. Mentre il personale sorvegliava gli schermi degli spettrometri radio, non veniva riportato alcun fenomeno luminoso, e questo nonostante ci fosse sempre una sentinella ad osservare il cielo fuori dallo HIO. Tuttavia ogni possibile sincronismo temporale fra i fenomeni luminosi che furono di fatto avvistati durante le fasi dedicate all’osservazione del cielo ed eventuali segnali radio anomali che nel frattempo gli spettrometri potevano eventualmente aver registrato in modalità automatica, potrà essere accertato una volta completata l’elaborazione dei dati radio, dal momento che si dispone di una tabella oraria accurata degli eventi luminosi osservati. Durante le operazioni del gruppo EMBLA è stato possibile escludere ogni possibile interferenza dovuta ad altri strumenti elettronici che si trovavano vicino agli spettrometri utilizzati, oppure alle connessioni elettriche. Ad esempio, nonostante venissero effettuati ripetuti test che prevedevano lo spegnimento degli altri strumenti, il ricevitore INSPIRE continuava a registrare esattamente gli stessi segnali. Una registrazione molto più precisa del comportamento di entrambi i tipi di segnali anomali è stata ottenuta con lo spettrometro ELFO, mediante il quale è possibile effettuare trasformate di Fourier. Analogamente, anche gli spettrometri SS-5 e SENTINEL-1 hanno occasionalmente rivelato segnali anomali. Poiché i segnali registrati per mezzo di questi 3 spettrometri non potevano essere sottoposti ad una verifica immediata “on line”, anche a causa dell’impossibilità pratica in questi casi di ottenere videate istantanee, una diagnosi definitiva sarà possibile soltanto una volta ultimata la fase di post-elaborazione. Ciascuno dei 4 spettrometri utilizzati ha acquisito dati continuativamente per un mese, per un totale di 21 GBy (compressi) registrati su CD ROM. Le principali procedure di post-elaborazione che il gruppo EMBLA sta attualmente effettuando sono descritte nella nota tecnica alla fine del presente capitolo. Le analisi previste (incluse quelle che concernono i segnali “WAV”) dovrebbero consentire di descrivere quantitativamente il comportamento dei fenomeni radio registrati durante tutto il periodo (di circa un mese) in cui gli spettrometri erano in funzione.


Figura 3. Segnali spike registrati con il ricevitore INSPIRE (asse Y: frequenza; asse X: tempo).


Figura 4a. Segnali doppler registrati con il ricevitore INSPIRE (asse Y: frequenza; asse X: tempo). Segnali spostati verso il blu.


Figura 4b. Segnali doppler registrati con il ricevitore INSPIRE (asse Y: frequenza; asse X: tempo). Segnali spostati verso il rosso.

NOTA TECNICA. Sono tuttora in corso le procedure di post-elaborazione descritte di seguito.

a. Estrazione del Rumore Interno. Allo scopo di eliminare dai dati ogni possibile fonte di rumore strumentale.
b. Estrazione e Valutazione del Rumore Esterno. Allo scopo di valutare o di eliminare dai dati ogni possibile sorgente di rumore prodotta da cause naturali ben conosciute, quali l’attività solare, quella atmosferica e ionosferica, quella della terra o delle rocce, e le sorgenti di origine artificiale, cioè umane (v. 34, 35, 37, 39, 41).
c. Microperiodicità. Allo scopo di misurare esattamente gli intervalli di tempo in cui sono occorsi gli eventi spike.
d. Periodicità della Inversione Doppler. Allo scopo di determinare, nei segnali doppler, la durata del ciclo che intercorre tra uno spostamento verso il rosso e uno spostamento verso il blu.
e. Variabilità del Periodo. Allo scopo di verificare se, quando, e come la durata degli intervalli da spike a spike variano col tempo.
f. Macro-Periodicità. Allo scopo di valutare la durata di ciascun periodo di tempo in cui gli eventi spike e doppler sono presenti continuativamente, nonché per verificare se tali periodi di tempo si manifestino con una logica o un ordine precisi, oppure irregolarmente.
g. Intensità del Segnale. Allo scopo di misurare esattamente l’ampiezza di qualunque segnale interessante (spike o doppler), nonché di verificare con quale modalità il segnale appare (debolmente o intensamente) e/o scompare.
h. Morfologia del Segnale. Allo scopo di verificare se, quando, e come esistano tipi diversi di segnali spike o doppler.
i. Banda di Frequenza o Spostamenti. Allo scopo di verificare se, quando, e come l’intervallo di frequenza in cui sono presenti gli spike o i doppler si restringe o si allarga, oppure se ha luogo uno spostamento della banda di emissione in tali eventi.
j. Sincronismo Radio-Ottico. Allo scopo di studiare il comportamento di eventuali emissioni radio anomale nei periodi di tempo in cui venivano osservati i fenomeni luminosi.

 

3. Osservazioni Ottiche e Tipologia

Il gruppo di ricerca si è dedicato anche all’osservazione visuale dei fenomeni luminosi. L’osservazione del cielo è stata condotta principalmente presso il sito di Aspåskjölen (denominato anche “Vista Point”), ma anche nei pressi della montagna Finnsåhögda e a Bredslettet, non lontano dal lago Öyungen. Si sono avuti avvistamenti di diverso tipo, e soltanto in due casi è stato possibile fotografare il fenomeno. Il personale era equipaggiato con i seguenti strumenti portatili: una videocamera, una macchina fotografica reflex montata su treppiede, un intensificatore di immagine / visore infrarosso, binocoli, un rivelatore di segnali ottici rapidi, un mini-rivelatore a raggi X, e un contatore Geiger. Inoltre, per segnalare le posizioni dei diversi gruppi di osservatori, sono state utilizzate potenti torce elettriche al crypton e allo xenon, mini-laser e bussola. Non è stato tuttavia possibile utilizzare sempre tutti gli strumenti nell’osservazione dei fenomeni luminosi: la videocamera, la macchina fotografica reflex, i binocoli e l’intensificatore di immagine sono stati i più usati. Durante le osservazioni è stato possibile accertare che il cosiddetto “fenomeno di Hessdalen” è in realtà un fenomeno dalle caratteristiche multiformi, rappresentate da luci pulsanti e da luci approssimativamente costanti o lentamente variabili; da luci dall’apparenza di plasma prive di un contorno definito e da luci con un contorno molto ben definito; da luci che si muovono insieme mantenendo una configurazione geometrica precisa; da luci di breve durata e da luci di lunga durata; da luci molto vicine al suolo e da luci in cielo. Inoltre, i filmati che documentano la pulsazione delle luci negli istanti di maggiore intensità, hanno rivelato un nucleo saturato (v. Fig. 5), a indicare che l’intensità luminosa, nei momenti in cui era massima, raggiungeva valori estremamente elevati. I fenomeni osservati (v. Fig. 5 e Fig. 6) sono descritti schematicamente di seguito.

TIPO 1: Forti luci bianche, dalla pulsazione irregolare.
Distanza: 20-25 km; Direzione: sud; Posizione: tra due montagne; Colore: bianco; Durata: 10-30 secondi per ogni evento pulsante; Modalità di movimento: approssimativamente immobile; Numero di Eventi: diversi eventi nell’arco di 3 notti; Luminosità: molto elevata, con cambiamenti drastici della superficie di emissione e occasionalmente con nucleo saturato; Forma: approssimativamente sferica; Altezza rispetto al livello del suolo: probabilmente pochi metri; Dimensioni: da 1 a 10 metri; Ora: 23.00 - 01.00; Testimoni: 4-6; Luogo di Osservazione: Aspåskjölen; Tipo di Registrazione: visuale, video (v. Fig. 5), intensificata / infrarossa, binoculare e fotografica (fotografie sottoesposte).


Figura 5a. Luce pulsante osservata da Aspåskjölen (TIPO 1).
Questa immagine è il risultato della somma di 15 frame video (1/25 sec) ripresi a distanza ravvicinata di tempo (acquisiti da J. Monari ed elaborati da M. Teodorani).


Figura 5b. Luce pulsante osservata da Aspåskjölen (TIPO 1).
Questo frame è stato ripreso quando la luce, che rivela un nucleo saturato, aveva raggiunto l’intensità massima (acquisito da J. Monari ed elaborato da J. Monari e da M. Teodorani).

TIPO 2: Luce debole, con mutamento di colore e pulsazione regolare.
Distanza: 6-7 km; Direzione: nord; Posizione: molto bassa nel cielo (circa 10°); Colore: bianco, rosso, verde, azzurro; Luminosità: più o meno debole, con cambiamenti da quella di tipo stellare a quella di tipo planetario; Periodo di Variazione del Colore, della Superficie e della Luminosità: 1-2 secondi; Durata: 40 minuti; Numero di Eventi: 1; Modalità di movimento: immobile; Forma: approssimativamente sferica; Altezza rispetto al livello del suolo: probabilmente 500-800 metri; Dimensioni: impossibili da valutare; Ora: 00.43 - 01.25; Testimoni: 3; Luogo di Osservazione: Bredslettet (non lontano dal lago Öyungen); Tipo di Registrazione: visuale, binoculare e fotografica (luce molto debole in fotografia).

TIPO 3: Lampi di tipo puntiforme.
Distanza: 300 metri - 3 Km; Direzioni: tutte; Posizione: bassa nel cielo, poco sopra le cime delle colline, oppure al suolo; Colore: bianco-azzurro e, in un caso, arancione; Luminosità: abbastanza forte; Durata: ½ secondi; Numero di Eventi: numerosi; Modalità di movimento: immobile o a spostamento erratico; Forma: punto, o più raramente, linea; Ora: qualunque ora della notte; Testimoni: 2-3; Luogo di Osservazione: ovunque nella vallata; Tipo di Registrazione: visuale.

TIPO 4: Lampi diffusi nella vallata.
Distanza: 1-2 km; Direzione: ovest; Posizione: bassa nella vallata, oppure al suolo; Colore: bianco; Luminosità: molto forte, con illuminazione improvvisa di tutta la vallata; Durata: ½ - 1 secondi; Numero di Eventi: 2; Ora: 23.30 - 24.00; Testimoni: 1; Luogo di Osservazione: versante della collina, a sud, fino a Finnsåhögda; Tipo di Registrazione: visuale.

TIPO 5: Tre luci che si muovono insieme nel cielo: il “Triangolo”.
Distanza: indeterminata; Direzione: da sud a nord; Posizione: in movimento nel cielo, da 20° (basse sull’orizzonte) fino a 80° lungo un circolo massimo prossimo allo zenit; Velocità: 30°/min; Colore: bianco-giallo; Rumore: nessuno; Durata: 2-3 minuti; Modalità di movimento: gruppo di 3 luci che formavano una configurazione perfettamente triangolare, e che si muovevano insieme, dapprima linearmente e lentamente, verso gli osservatori, poi si fermavano per 5-10 secondi a un’altezza di circa 80° compiendo nel contempo una rotazione di 90° attorno all’asse del triangolo, infine scomparivano lentamente (all’incirca sulla verticale degli osservatori); Numero di Eventi: 1; Luminosità: lenta variazione da un livello di intensità comparabile a quello di Giove a un livello di tipo stellare; Forma: luci puntiformi disposte in configurazione geometrica (triangolo equilatero perfetto) - oggetto sottostante, scuro e triangolare, visibile con il binocolo; Radioattività: livello normale; Altezza rispetto al livello del suolo: indeterminata; Dimensioni Angolari della Configurazione Triangolare: 3-5°; Ora: 24.00 - 24.15; Testimoni: 4 (2 gruppi); Luogo di Osservazione: Aspåskjölen e nei pressi di Finnsåhögda; Tipo di Registrazione: visuale, binoculare, intensificata / infrarossa, e Geiger.

TIPO 6: Piccola luce immobile nel bosco.
Distanza: circa 100 metri; Direzione: est; Posizione: immobile e appena dietro la prima fila di alberi, esattamente di fronte al prato di Aspåskjölen; Colore: bianco-giallo, e con un tipo di irraggiamento simile a quello delle luci al neon; Rumore: una specie di fischio, mentre la luce si stava lentamente accendendo; Durata: circa 10 minuti; Numero di Eventi: 1; Luminosità: costante e a bassa intensità (paragonabile a quella di una lampadina da 100 W); Forma: ellittica (dai contorni molto ben definiti e chiaramente distinguibili con l’ausilio del binocolo), con una “Point Spread Function” del tutto dissimile da quella di un fenomeno di plasma; Altezza rispetto al livello del suolo: circa 2 metri; Dimensioni: 30-40 cm; Ora: 23.00 - 23.30; Testimoni: 3; Luogo di Osservazione: proprio ad Aspåskjölen; Tipo di Registrazione: visuale, binoculare, e fotografica (v. Fig. 6).


Figura 6. Piccola luce, osservata fra gli alberi ad Aspåskjölen (TIPO 6).
La fotografia è stata scattata con pellicola 200 ASA e con un tempo di esposizione di 10 sec (fotografia ed elaborazione di M. Teodorani).
Nel riquadro viene presentata l’immagine ingrandita e ulteriormente processata.

Va infine ricordato che, per iniziativa dello scrittore Peder Skogaas, è stato possibile incontrare una delegazione degli abitanti di Hessdalen, di cui ci si è limitati ad ascoltare e a valutare i racconti relativi al periodo 1981-2000, senza riferire ciò che il gruppo EMBLA aveva osservato nelle notti precedenti. Si è potuto chiaramente rilevare che gli abitanti hanno avuto occasione di vedere con notevole frequenza molti degli stessi fenomeni che i ricercatori di EMBLA avevano occasione di osservare nell’agosto 2000. La speranza degli abitanti di Hessdalen è che gli scienziati possano fornire, con l’ausilio della loro strumentazione, una spiegazione definitiva di ciò che essi stessi hanno veduto ripetutamente nel corso di tutti questi anni.

 

4. Discussione

Il personale di EMBLA è ritornato in Italia con una grande quantità di dati radio, dopo avere avuto inoltre, più volte, l’opportunità di osservare fenomeni luminosi anomali. Tali osservazioni hanno valore esclusivamente di “testimonianza”, poichè quest’anno, purtroppo, non è stato possibile portare e utilizzare strumentazione sofisticata in grado di consentire misurazioni ottiche ottenibili con immagini CCD e spettri: l’applicazione di questa procedura è prevista, tuttavia, per una fase ulteriore del Progetto EMBLA (v. 34, 36, 38). Occorre comunque riconoscere che la straordinaria analogia fra le osservazioni effettuate dal gruppo EMBLA e quelle riferite più volte dagli abitanti di Hessdalen, testimonia a favore dell’esistenza del fenomeno visuale nella forma bimodale con cui è stato descritto almeno negli ultimi 20 anni: senza ombra di dubbio, oggetti non strutturati e dall’apparenza di plasma coesistono spesso con ”oggetti strutturati”, per cause che non è ancora possibile spiegare, ma sulle quali si potrà indagare a fondo non appena il Progetto EMBLA sarà in condizione di accoppiare le attuali misurazioni radio a sofisticate misurazioni ottiche di tipo astronomico e radar-assistite (v. 36). Sulla base delle molteplici osservazioni visuali effettuate in zona e della valutazione critica a cui sono stati sottoposti gli stessi racconti della delegazione degli abitanti di Hessdalen, è stato possibile, se non altro, formulare una concezione più corretta del fenomeno di Hessdalen così come si manifesta da lungo tempo nella vallata norvegese. Le osservazioni dei fenomeni di tipo da 1 a 4 corrispondono notevolmente a quanto riferito nel primo accurato rapporto tecnico del “Project Hessdalen” (v. 10, 23, 24). Quelle dei fenomeni di tipo da 1 a 2 sono inoltre ben confrontabili con fenomeni analoghi osservati in altre parti del mondo (v. 3, 9, 10, 12, 13, 15, 19, 20, 26, 27). Quelle dei fenomeni di tipo da 5 a 6 risultano estremamente simili a quanto riferito in precedenti rapporti relativi ad osservazioni compiute in altre zone del mondo (v. 3, 9, 11, 18, 40), e in parte anche a quanto riferito dallo stesso “Project Hessdalen” (v. 10, 31, 32). L’importanza scientifica della missione EMBLA 2000, che è stata soltanto la prima di una serie, risiede nel fatto che è stato possibile monitorare accuratamente per circa un mese e senza interruzione la banda radio dello spettro elettromagnetico, e che, una volta completata la fase di post-elaborazione, prevedibilmente molto lunga, sarà possibile disegnare una mappa precisa del campo elettromagnetico nella zona di Hessdalen. Tra breve si potrà inoltre verificare quali segnali radio sono stati registrati durante i momenti delle osservazioni ottiche: tale confronto potrebbe permettere di confermare e di accentuare il valore dei rapporti visuali effettuati da EMBLA. Attualmente, il gruppo EMBLA è in grado di affermare che i “segnali spike” registrati nella banda VLF corrispondono quasi esattamente a segnali simili che furono registrati da: a) gli spettrometri norvegesi nel 1984, nella banda HF-VHF (v. 23); b) alcuni astrofisici delle microonde in Antartide nel 1991, nella banda UHF (v. 22); c) il “gruppo Elfrad” nel 2000, nella banda ULF (v. 4). Tutto ciò mostra molto chiaramente che i segnali spike possono essere registrati in una banda di frequenza estremamente estesa. Ciò che ancora non si conosce, è se tali segnali siano ricevuti simultaneamente in tutte le finestre di frequenza, oppure se si verifichi uno spostamento temporale da una finestra di frequenza all’altra. Allo scopo di determinarlo, sarà necessario verificare ciò che gli altri spettrometri di EMBLA (ELF e UHF) hanno registrato contemporaneamente. È stata progettata per il prossimo anno anche l’installazione di uno spettrometro ULF. Sulla base dei segnali estremamente peculiari che sono stati ricavati da videate di frame istantanei (segnali spike e doppler) provenienti dal ricevitore INSPIRE, è già possibile delineare modelli fisici logico-speculativi che potrebbero spiegare la morfologia dei segnali sia spike che doppler. Per il momento, tali modelli possono essere costruiti soltanto mediante considerazioni puramente geometriche e intuitive.

a. Quali potrebbero essere le cause dei Segnali Spike ?

1. Una sorgente, forse sferica, dall’emissione uniforme, che si accende e si spegne periodicamente, con modalità a pulsazione e con un periodo dell’ordine di alcune frazioni di secondo per ogni evento spike.
2. Una sorgente rotante, sferica, cilindrica o discoidale, con una zona limitata (“spot”) di emissione sulla sua superficie. In tal caso, l’osservatore potrebbe rilevare il segnale soltanto quando tale zona di emissione è orientata nella sua direzione (durante intervalli dell’ordine di alcune frazioni di secondo). Lo spessore di ogni linea costituente un dato segnale spike registrato potrebbe dipendere dalla estensione superficiale della zona di emissione ipotizzata.

In alcuni casi è stato possibile verificare che l’intensità dei segnali spike aumentava o diminuiva lentamente: questa evidenza osservativa, potrebbe essere interpretata come il graduale avvicinamento o allontanamento di una sorgente di emissioni radio otticamente invisibile, soggetta a pulsazione o a rotazione. In alcuni altri casi invece è stato possibile osservare che i segnali spike apparivano o scomparivano bruscamente (v. Fig. 3): questa evidenza potrebbe essere spiegata con velocità molto elevate di una sorgente di emissione in movimento, oppure con l’inizio improvviso della pulsazione o della rotazione di una sorgente invisibile immobile nelle vicinanze. Attualmente non si dispone di elementi per accertare se tale sorgente sia di origine naturale (v. 6, 21, 33, 34, 35, 37, 39, 41) o non naturale (v. 3, 9, 10, 11, 32, 33, 34, 38, 40, 46), né si dispone di elementi per verificare se la causa della perturbazione sia localizzata in atmosfera, al suolo, o nel sottosuolo.

b. Quali potrebbero essere le cause dei Segnali Doppler ?

Le velocità molto elevate che sono state misurate (da 10.000 fino a 100.000 km/sec) non possono essere prodotte da un oggetto fisico in movimento. L’unica possibilità realistica, secondo la teoria fisica accettata, è che tale velocità sia dovuta a particelle che vengono accelerate a velocità semi-relativistiche da un oggetto non identificato, sferoidale e rotante, e che l’accelerazione delle particelle avvenga lungo un asse magnetico più o meno collimato (v. Fig. 7, di cui si è già fatto cenno in occasione di una intervista [v. 5]). Affinché il segnale doppler appaia nella forma descritta e con modalità periodica, è necessario che l’asse di accelerazione magnetica B sia disallineato rispetto all’asse di rotazione A: in tal modo si avrebbe un “effetto faro”. È possibile ottenere diverse configurazioni doppler in base: a) l’angolo fra gli assi A e B; b) l’angolo fra il piano di rotazione e la linea di vista C; c) l’angolo di apertura del fascio delle particelle accelerate. Supponiamo che la rotazione avvenga sullo stesso piano della linea di osservazione. Se l’angolo fra A e B è zero, non si dovrebbe osservare nessun segnale (velocità relativa all’osservatore = 0), a meno che l’angolo di apertura del fascio di particelle sia molto ampio. Se l’angolo fra A e B è diverso da zero, diverrebbe possibile all’osservatore ricevere un segnale periodico con una velocità doppler moderata (velocità relativa all’osservatore > 0). Se l’angolo fra B e C è zero, allora è possibile ricevere periodicamente un segnale con uno spostamento doppler elevato (velocità relativa all’osservatore >> 0): in tale configurazione geometrica potrebbe essere raggiunta la massima velocità doppler.


Figura 7. Modello SPPE proposto per spiegare i segnali doppler.
A: Asse di Rotazione; B: Asse di Accelerazione delle Particelle; C: Direzione rispetto all’Osservatore; Mt: Moto di Traslazione dell’Oggetto; Mv: Moto Verticale dell’Oggetto.

Per spiegare i segnali caratterizzati da una variazione rapida dell’ampiezza dell’effetto doppler (v. Fig. 4), è necessario considerare le tre seguenti possibilità: i) l’angolo fra A e B varia, mentre l’angolo fra A e C rimane invariato; ii) situazione opposta rispetto a i); iii) la velocità delle particelle accelerate varia intrinsecamente. Ricorrendo al modello SPPE, per spiegare la “inversione doppler” (dallo spostamento verso il blu allo spostamento verso il rosso, o viceversa) che è stata osservata, e che viene mostrata nelle Figure 4 e 8, è necessario ipotizzare che l’accelerazione delle particelle, modulata dalla rotazione, sia di tipo “mono-polare”: I) gli spostamenti verso il blu sono dovuti a particelle che vengono accelerate quando il fascio è orientato verso l’osservatore; II) gli spostamenti verso il rosso sono dovuti a particelle che vengono accelerate quando il fascio è orientato nella direzione opposta a quella dell’osservatore. Ciò può accadere o a partire dal polo nord o a partire dal polo sud dell’asse magnetico B (v. Fig. 7), ma non a partire da entrambi. Comunque, sembra che il comportamento mono-polare non sia la regola, dal momento che alcune altre caratteristiche dei segnali provenienti dalle istantanee INSPIRE mostrano che le linee inclinate dello spostamento doppler sono talvolta sostituite da una “banda” continua, che è quasi sempre interrotta da zone di vuoto periodiche (v. Fig. 8). Questa “banda” allargata potrebbe essere il risultato dell’“effetto fusione” dovuto alla coesistenza degli spostamenti verso il blu e verso il rosso, che avverrebbero simultaneamente. In tal caso si sarebbe indotti a ipotizzare l’innesco di una modalità “bi-polare” per il flusso delle particelle, in cui sia il fascio che si avvicina sia il fascio che si allontana verrebbero osservati contemporaneamente (v. Fig. 7). La comparsa periodica di zone di vuoto avverrebbe negli istanti in cui il fascio bipolare non si avvicina né si allontana dall’osservatore: ciò accade soltanto quando l’asse magnetico bipolare giace su un piano perpendicolare alla linea di osservazione, nel qual caso la velocità relativa delle particelle emesse dai poli nord e sud del corridoio magnetico di accelerazione, diviene zero. Gli istanti in cui si raggiunge una velocità relativa zero (per due volte ad ogni singolo ciclo di rotazione) sono molto brevi, poiché si presume che il flusso bipolare stia ruotando più o meno rapidamente. Tutto ciò significa che la durata temporale delle zone di vuoto è linearmente dipendente dalla velocità dell’oggetto che ruota. In tal modo si prospettano due casi estremi: a) una rotazione molto rapida che produce una banda quasi continua; b) una rotazione molto lenta che produce una banda interrotta da ampi vuoti. Ognuna di queste configurazioni è stata di fatto riscontrata in alcuni dei 38 frame istantanei che sono stati acquisiti.


Figura 8. A SINISTRA. Segnale spostato verso il rosso. AL CENTRO. Segnale spostato verso il blu. A DESTRA. Sovrapposizione di segnali spostati verso il blu e verso il rosso, risultante in una “banda” continua interrotta periodicamente da zone di vuoto.

In conclusione, considerando i dati raccolti e ipotizzando che il modello intuitivo SPPE sia valido, si è indotti a sospettare che un acceleratore magnetico collimato, inclinato e in precessione emetta particelle semi-relativistiche, alternando la modalità mono-polare e quella bi-polare, e modificando sia la velocità di spin che l’angolo di apertura del fascio. In generale, un meccanismo di emissione di questo genere risulta molto simile sia al meccanismo delle pulsar (v. 14, 43) che al meccanismo di eiezione di particelle relativistiche incontrati in astrofisica (v. 44, 45), i quali, nel caso in esame, si combinano a formare una configurazione del tutto specifica. Non si sa se nell’ambito di tale modello le particelle relativistiche siano accelerate in maniera continua oppure a intermittenza: nel secondo caso si avrebbe una morfologia del segnale più complicata. Poiché in alcuni casi i segnali spike e doppler erano presenti insieme, si è indotti a pensare che la “enigmatica sorgente di emissione” sia caratterizzata tanto da una emissione radio a comportamento esclusivamente pulsante (forse dovuto a una “zona di emissione a spot” in rotazione), quanto da un meccanismo di accelerazione delle particelle che in qualche modo produce anch’essa onde radio. Il secondo aspetto è davvero molto interessante: i meccanismi astrofisici di accelerazione delle particelle, che si possono riscontrare in particolare nei “jet extragalattici” (v. 44) e in alcune stelle ad alta energia quali SS433 (v. 45), producono effettivamente emissione radio, il cui meccanismo, il ben noto “sincrotrone”, è dovuto ad elettroni relativistici che vengono accelerati da campi magnetici molto intensi e collimati. Viene da pensare che qualcosa stia imitando, su scala molto piccola, ciò che avviene normalmente su scala macroscopica: si tratta forse di meccanismi ad alta energia sconosciuti che operano nella nostra atmosfera, oppure del sottoprodotto di qualche meccanismo di propulsione di origine ignota? Questi modelli interpretativi a carattere (per ora) qualitativo non offrono di certo la spiegazione definitiva del modo in cui operano effettivamente i meccanismi di emissione del fenomeno, tuttavia costituiscono un primo stimolo e un punto di partenza a riflettere sul possibile significato di alcuni dei segnali radio rilevati a Hessdalen, affinché, una volta ultimata la fase di post-elaborazione, sia possibile realizzare una simulazione numerica che possa confermare o confutare i modelli attuali. È molto probabile che, quando verranno completamente elaborati tutti i 21 GBy di dati (non compressi), possano anche essere rilevati molti segnali radio dovuti all’attività solare, che tra l’altro proprio nell’agosto del 2000 è giunta al culmine del suo ciclo di 11 anni (v. 42). Di fatto, sono già stati individuati alcuni segnali a oscillazione irregolare che potrebbero essere dovuti al massimo dell’attività solare, e che saranno analizzati durante una fase ulteriore. Tuttavia, diversamente da quanto si era dedotto nel corso di un’analisi precedente del fenomeno di Hessdalen (v. 25, 35, 37), esistono attualmente valide ragioni per dubitare che i segnali estremamente regolari che sono stati rilevati quest’anno possano essere in qualche modo connessi all’attività solare. Comunque, il gruppo EMBLA tenterà di accertare se i segnali spike, in particolare, possano essere stati originati da un trasmettitore non identificato, costituito forse da qualche apparecchio elettrico in funzione a Hessdalen o nelle vicinanze, benché già adesso vi siano elementi per dubitare che apparecchi di questo genere, quali, ad esempio, le seghe elettriche, possano operare senza interruzione per un periodo tanto lungo, anche durante la notte.

 

5. Conclusione

Compiere una ricerca scientifica significa soprattutto applicare due concetti: “esplorazione” e “comprensione”. È importante anche un terzo concetto, quello di “rappresentazione formale”, che però costituisce il mezzo, e non il fine. Ciò che sta accadendo in alcune zone del mondo sembra indicare che le conoscenze fisiche attuali, per quanto vaste, non comprendono ogni cosa. La grande fortuna di disporre di una tecnica estremamente sofisticata per la misurazione della radiazione su qualsiasi lunghezza d’onda, offre la migliore opportunità per effettuare un’analisi quantitativa di ciò che è ancora ignoto. In tal modo si possono costruire nuovi modelli che consentono una descrizione più completa del mondo fisico. Lo scopo principale è conoscere la relazione che esiste fra le luci come quelle di Hessdalen e i segnali radio peculiari che sono stati rilevati. Tale obiettivo potrà essere raggiunto soltanto se la componente luminosa del fenomeno di Hessdalen potrà essere analizzata mediante sensori e analizzatori portatili di tipo astronomico quali gli spettrografi e i fotometri per immagini CCD: dati di questo genere possono essere ottenuti anche solo semplicemente utilizzando congiuntamente un mini-telescopio di tipo Celestron, una camera CCD, un reticolo di dispersione e un computer portatile Pentium. Questa strumentazione di base può essere acquistata con una fondo dell’ordine dei £ 20.000.000, o inferiore, e può essere utilizzata per lo studio delle luci anomale. Questa tecnica, che può essere applicata con maggiore efficacia allo studio delle luci “stabili” di tipo 1 e 2, è molto semplice, ma si può prevedere che possa permettere di ottenere risultati scientifici di grande rilievo. Per la verità, esistono già progetti di strumentazione ottica molto più sofisticata (v. 34, 36). La filosofia di questa entusiasmante ricerca è molto simile a quella utilizzata per lo studio degli oggetti celesti, i cui i meccanismi fisici possono essere dedotti mediante l’analisi di tutto lo spettro della radiazione elettromagnetica. La differenza in questo caso è soltanto una: i fenomeni come quello di Hessdalen (v. 10, 12, 13, 15, 19, 20, 23, 26, 27) sono effettivamente attivi qui sulla Terra, e la radiazione da loro emessa è tanto intensa, che si può affermare di avere a disposizione un laboratorio naturale ottimale, in cui, potendo raggiungere rapporti S/N molto elevati, si è in grado di compiere studi fisici molto più accurati di quanto sia possibile nel caso delle remote e deboli sorgenti celesti.

 

Ringraziamenti

Gli autori di questo articolo riconoscono il loro debito nei confronti delle persone e dei gruppi di seguito ricordati.

1. Renzo Cabassi e i suoi collaboratori del CIPH (Comitato Italiano per il Progetto Hessdalen), per avere messo a disposizione del Dr. Massimo Teodorani i fondi necessari per partecipare alla spedizione scientifica, nonché per il sostegno intellettuale, morale e tecnico prima e dopo la missione.
2. I tecnici del CNR A. Cremonini, F. Tittarelli, S. Mariotti, A. Maccaferri e A. Cattani, senza il cui prezioso contributo l’installazione delle antenne, dei ricevitori e dei computer, come pure la stessa missione scientifica, non sarebbero mai state possibili.
3. I Professori Assistenti Erling P. Strand e Bjørn Gitle Hauge, dello Østfold College of Engineering, e Thor Stuedal, direttore del Centro di Holtålen, per la generosa ospitalità e per la eccellente organizzazione degli incontri scientifici italo-norvegesi, nonché per avere stimolato quotidianamente la ricerca congiunta.
4. Lo scrittore e giornalista Peder Skogaas, per la sua squisita ospitalità, per avere mostrato ad alcuni di noi splendidi paesaggi naturali, e per la sua preziosa mediazione, che ha consentito l’incontro con la popolazione di Hessdalen.
5. La divulgatrice scientifica Dr.ssa Hanne Finstad e tutti i giornalisti che ci hanno intervistati, per avere dimostrato interesse nei confronti della nostra missione e per averne riconosciuto l’importanza scientifica per il prossimo futuro.

 

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