Il Gruppo di Astronomia X dell’IASF di Bologna: storia e prospettive

Filippo Frontera

Meeting INAFBologna 7-9/01/2004

Composizione attuale del gruppo

1. Ricercatori IASF: – L. Amati

– N. Masetti

– M. Orlandini

– E. Palazzi

2. Incaricati di ricerca– F. Frontera (Responsabile)

– E. Pian (INAF, TS)

3. Personale Tecnico– A. Basili

– T. Franceschini

– G. Landini

– S. Silvestri

Composizione gruppo X (cont.)

3. Dottorandi– N. Auricchio (attività sperimentale)– R. Landi (attività osservativa)– E. Maiorano (attività osservativa)

Collaborazioni

• All’interno dell’IASF: con Roma, Palermo e Milano;• In ambito INAF: OA Bologna, Merate, Trieste, Teramo,

Roma, Catania;• In ambito Universitario: Ferrara, Bologna, Milano,

Como, Roma, Perugia;• In ambito internazionale: ESA/SSD, NASA/GSFC,

NASA/MSFC, University of Amsterdam, Astron. Obs. Copenhagen, Università Tuebingen, Max Planck Munich, etc.

Gli albori

• Il gruppo X è l’erede del gruppo originario di astronomia X nato negli anni ’60 (BORISPA) che, sviluppatosi, ha portato alla costituzione del Laboratorio TESRE, da cui l’Istituto TESRE.

• Caratteristica essenziale del Gruppo: sperimentale ma con chiare motivazioni scientifiche.

• Principali progetti anni ’60-’70:a) Esperimento di astronomia X (20-200 keV) a bordo di OSO-6 della NASA;b) Esperimenti su razzo per studio fondo X primario;c) Esperimenti di astronomia X (20-200 keV) da pallone lanciati da varie basi (francesi, americane, Trapani);d) Esperimento di astronomia X in volo transatlantico: primo studio dell’effetto latitudine in raggi X, scoperta della Seyfert 1 MCG 8-11-11 ad alta energia, ecc.

Gli anni ’80 del ‘gruppo X’

• Progetti principali:a. Esperimento di grande area “X grande” (20-200 keV) lanciato con successo nel 1980 e 1981 da Palestine (TX, USA) e nel 1982 da Trapani Milo.b. Sviluppo della tecnica di rivelazione phoswich e sua ottimizzazione per minimizzare fondo strumentale di esperimenti X e per la ricostruzione ottimale degli spettri.c. Esperimento LAPEX per pallone basato su tecnica phoswich.d. Tra i maggiori proponenti della missione SAX: PI-ship dello strumento di alta energia PDS (Phoswich Detection System) e del GRBM (Gamma Ray Burst Monitor).

Anni ’90: tra gli artefici del successo di BeppoSAX sui GRBs

• Grazie al GRBM e alle WFC, localizzazione immediata e precisa dei GRBs e quindi scoperta dell’afterglow X con BSAX e soluzione del mistero della distanza delle sorgenti dei GRBs;

• Premio B. Rossi 1998• Le scoperte sui GRBs con BSAX

classificate da Science tra le top ten del 1997, 1998 e 1999.

• Co-PIs (2/8) delle TOO sui GRB con BeppoSAX NFIs;

• Dal 1997 PI-ship, insieme al gruppo di Amsterdam (J. van Paradjis) del programma di TOO ottiche di GRBs rivelati con BSAX con i telescopi ESO (La Silla) (e.g, scoperta della SN associata a GRB980425).

• Premio UE Cartesio 2002

GRB970228

Prompt emission WFC/GRBM

Attività di supporto per operazioni scientifiche BeppoSAX

• Software specifico per l’analisi dati SAX/PDS;• Monitoraggio continuo della funzionalità, stabilità e

prestazioni del PDS e GRBM;• Sviluppo dell’ambiente software XAS per l’analisi dati

SAX (collaborazione con IASF Mi);• Codice Monte Carlo per determinare la matrice di

risposta del GRBM: fondamentale per ricavare i risultati scientifici sull’emissione prompt dei GRB.

Elementi trainanti del gruppo

1. Motivazioni scientifiche chiare, alla base di tutti gli esperimenti passati o dei progetti futuri;

2. Rigore nella ricerca (sia sperimentale che osservativa);

3. Eccellenza negli esperimenti, grazie anche alla grande competenza del personale tecnico del gruppo: e.g., il PDS è l’esperimento di alta energia (15-300 keV) più sensibile tra quelli volati finora su satellite;

4. Rigore nell’analisi dati, con estrazione della massima informazione dai risultati delle osservazioni (esempio: sviluppo di tecniche di analisi temporale successivamente disponibili nel pacchetto XRONOS).

Attività in corso

• Partecipazione al telescopio REM (talk N. Masetti)• Partecipazione al progetto di R&D “Sviluppo di ottiche

focalizzanti per raggi X di alta energia con cristalli a mosaico” (collaborazione con UNIFE);

• Prosecuzione studio di Oggetti Compatti (dati d’archivio BSAX, dati INTEGRAL) (talk M. Orlandini);

• Prosecuzione studio GRBs (dati d’archivio BSAX, TOO ottiche in ambito collaborazione italiana INAF e in ambito collaborazione GRACE) (talk L. Amati);

• Partecipazione a progetto voluto da ASI: Modellistica AAE (capitolo GRBs).

Il futuro: i progetti e le incertezze

• Partecipazione a missione LOBSTER-ISS (PI G. Fraser, Leicester Univ.) per studio dei primi istanti GRBs in 0.1-300 keV (complementare a SWIFT); incerto l’appoggio ASI (proposta all’ASI pending)

• Partecipazione a missione HXMT (invito da Accademia delle Scienze Cinesi) per survey del cielo al livello di flusso di circa 0.1 mCrab @ 100 keV (Spin-off SAX/PDS). Incerto atteggiamento ASI (proposta all’ASI pending).

Rischi dell’incertezza presente

• Perdita del know-how acquisito in tanti anni di esperienza;

• mancato ricambio personale tecnico con trasferimento delle competenze (blocco turnover);

• Incertezza sui fondi acquisibili: impedisce una programmazione a medio e lungo termine;

• Mancanza di stimoli per le nuove leve ad occuparsi di queste tematiche se non c’è prospettiva (problema dell’invecchiamento).