Nel 1859, con l’armistizio di Villafranca, la Lombardia fu annessa al Piemonte, come primo passo verso l’unificazione d’Italia. Questo evento politico ebbe immediate conseguenze sulle condizioni dell’Osservatorio di Brera; il governo piemontese, preoccupato di risollevare l’Osservatorio dal suo stato di crisi, dovuto alla mancanza di personale e di strumentazione scientifica, inviò a Brera come “secondo astronomo” Giovanni Virginio Schiaparelli (1835 – 1910); due anni dopo, nel 1862, quando morì il precedente direttore Carlini, Schiaparelli prese il suo posto. Aveva solo 27 anni: è stato quindi il più giovane direttore in tutta la storia dell’Osservatorio.
Schiaparelli era già noto come uno scienziato brillante, e si dimostrò anche un lavoratore instancabile; con la sua energia e inventiva in poco tempo impresse un nuovo corso all’Osservatorio. Tra l’altro egli si era laureato al Politecnico di Torino, a quel tempo (dal 1861 al 1865) capitale d’Italia, e aveva avuto modo di conoscere di persona alcuni dei personaggi politici più influenti dell’epoca. In particolare era stato allievo di Quintino Sella, Ministro delle Finanze del Regno d’Italia dal 1862 al 1873, e di Luigi Menabrea, Primo Ministro dal 1867 al 1869. Quintino Sella si era adoperato per far ottenere a Schiaparelli un finanziamento per compiere un viaggio in Europa (1857 – 60), durante il quale egli aveva studiato a Berlino con il famoso astronomo Encke e all’Osservatorio di Pulkovo (a San Pietroburgo); Schiaparelli aveva interrotto questo soggiorno nel 1860, quando gli era stato offerto il posto a Brera.
Grazie a questa combinazione di reputazione scientifica e di agganci politici egli riuscì a ottenere immediatamente per l’Osservatorio un nuovo telescopio, che fu ordinato nel 1862 e giunse a Brera nel 1865, anche se la costruzione di una nuova cupola si protrasse per parecchi anni e il telescopio entrò in servizio regolare solo a partire dal 1875. Il nuovo telescopio era un rifrattore costruito in Germania dalle officine Merz. Si trattava di un telescopio di elevata qualità ottica, che permetteva una grande precisione nelle misurazioni micrometriche. Era dotato di una montatura equatoriale mossa automaticamente da un meccanismo a contrappesi, simile a quello di un grosso orologio a pendolo. Lo strumento era stato richiesto soprattutto per la compilazione di un catalogo di stelle doppie o, più precisamente, di sistemi stellari binari, cioè di sistemi di due stelle che ruotano attorno al comune centro di massa, legate dalla reciproca attrazione gravitazionale.
L’osservazione prolungata di questi sistemi (a volte anche per anni o decenni) permette di calcolarne l’orbita e da questa di stimarne la massa; ancora oggi questo è il metodo più diretto per misurare la massa di una stella. All’osservazione di stelle doppie Schiaparelli dedicherà, con tenacia e perseveranza, una parte cospicua della sua attività osservativa, ritirandosi solo quando, nel 1900, le condizioni della sua vista saranno peggiorate al punto da non permettergli di proseguire il lavoro.
L’attività osservativa di Schiaparelli tuttavia era estesa anche anche ad altri campi: comete, asteroidi, superfici dei pianeti principali del Sistema Solare.
Le osservazioni di Marte, per cui soprattutto Schiaparelli è famoso, iniziarono quasi per caso: una notte in cui le condizioni meteorologiche non permettevano le previste misurazioni di stelle doppie, Schiaparelli puntò il telescopio su Marte e si accorse che, con il nuovo strumento, poteva distinguere dettagli della superficie del pianeta che non erano riportati in nessuna delle mappe disponibili all’epoca.
Egli quindi iniziò uno studio sistematico della topografia marziana, osservando il pianeta a ogni opposizione e pubblicando una serie di mappe che mostravano dettagli sempre più fini della superficie del pianeta.
All’epoca le osservazioni erano ancora effettuate a occhio nudo: gli astronomi passavano ore all’oculare del telescopio, cercando di sfruttare al massimo i rari momenti in cui la turbolenza atmosferica era minore e permetteva di avere una visione più distinta del corpo che stavano osservando.
Nel tentativo di registrare anche i più fini dettagli della superficie di Marte, Schiaparelli fu vittima di una specie di illusione ottica, per cui il cervello tende a dare una struttura geometrica definita anche ai particolari che sono colti dall’occhio in modo vago e indistinto. Così le sue mappe si popolarono di strutture sottili e rettilinee che vennero chiamate canali, e che con il passare degli anni mostravano variazioni di forma e di colore, e addirittura sembravano sdoppiarsi (geminazione). Oggi si sa che questi canali non corrispondono a strutture realmente esistenti sulla superficie di Marte ma all’epoca le osservazioni, interpretate come rilevazioni fedeli della topografia marziana, suscitarono grande interesse e accesi dibattiti. Benché Schiaparelli sia sempre stato molto cauto nell’ipotizzare quale fosse la vera natura dei canali, altri astronomi presero posizioni molto più nette, asserendo che essi fossero opera di una civiltà extraterrestre che abitava Marte.
Schiaparelli inoltre fu il primo a dimostrare l’origine cometaria delle meteore; avendo compilato un catalogo delle orbite delle comete conosciute e avendo raccolto numerose osservazioni di stelle cadenti, egli dimostrò come le direzioni di provenienza di alcuni sciami meteorici coincidevano con la direzione delle orbite di alcune comete, e avanzò l’ipotesi che le meteore non fossero altro che frammenti di cometa.
Nel 1880 Schiaparelli ottenne un finanziamento per acquistare un telescopio ancora più potente. Il nuovo strumento (allora uno dei più grandi in Europa) giunse a Brera nel 1882 e fu usato su base regolare a partire dal 1886.
Era un rifrattore, costruito in collaborazione dalle officine tedesche Merz (per la parte ottica) e Repsold (per la montatura), con un diametro di 49 cm e una lunghezza focale di 7 m. Per porre questo fatto nel suo contesto storico occorre ricordare che all’epoca il neonato stato italiano stava affrontando difficoltà economiche molto gravi, che lo avevano costretto a introdurre l’odiosa tassa sul macinato; la drastica misura aveva sollevato violente proteste e sommosse che erano state duramente represse. Ciononostante il Parlamento aveva approvato quasi all’unanimità lo stanziamento per il nuovo telescopio; Quintino Sella, in una lettera scritta a Schiaparelli per informarlo sulla votazione, così riportava:
«Caro Amico eccoti il risultato della votazione a scrutinio segreto. Favorevoli 192 / Contrari 37 / Votanti 229. La votazione è veramente splendida e negli uffici e nella Camera si disse esplicitamente che si dava il canocchiale perché vi era un astronomo che lo valeva. La stima che si ha di te ci entrò per moltissimo nel voto. Puoi quindi essere lieto e fiero della dimostrazione solenne tanto che non ne ricordo l’eguale, che ti diede la tua patria».
