Pietro Ubertini(IAPS/INAF)

IBIS/INTEGRAL P.I.

Osservatorio: tempo assegnato da un TAC indipendente, tutti

possono applicare:

Key programs, PI time, ToO

Tempo ottenuto 2016:

2000ks GPS , Bazzano

980kse Mk110, Panessa

ToOs per un totale di 2050ks

Belloni, Paizis, Panessa, Pian

+Data right su diversi targets

1000 articoli con referee pubblicati e 100 press release

232 articoli primo autore italiano + 139 almeno 1 Co-autore italiano

102 Phd svolti + 8 in corso di cui 15+1 italiani

L’OSSERVATORIO INTEGRAL

P. Ubertini Workshop "ASI e le Missioni per L'Astrofisica delle Alte Energie"

INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory

ESA’s 2nd gamma-ray mission after COS-B (1975)

Launched 17 October 2002

Highly elliptical orbit (~72 hrs); 58 hrs of continuous science, from 2015 a bit less

JEM-X

IBIS

SPI

OMC

4 instruments:

IBIS (ISGRI/PICsIT): 15 keV-10 MeV

hard X-ray/γ-ray imaging

[angular resolution: 12’]

SPI: 20 keV-8 MeV

hard X-ray/γ-ray spectroscopy

[ΔE = 3 keV @ 1.7 MeV]

JEM-X: X-ray monitor (3-35 keV)

OMC: Optical monitor (V-band)

All operating simultaneously

Payload/instruments: nominal

IBIS, SPI, JEM-X: coded masks: FOV

Low fluxes, high background

long exposure times (hrs – weeks)

[typically 10x XMM-Newton]

Ora: a caccia della controparte

astrofisica delle Onde

Gravitazionali

August 1975

May 1983

April 1996

December 1999

October 2002

November 2004

April 2007

June 2008L’Italia, e l’Europa, hanno un

record da 40 anni nel campo

dell’astrofisica delle alte energie

INTEGRAL e un gioello della tecnologia italiana edeuropea: dalla proposta al lancio 9 anni e poi 14 anni di osservazioni scientifici

la carrozza di INTEGRAL e’ stato il primo S/C costruito dall’Alenia Spazio per ESA

e’ stato fondamentale per poi di proporre all’ESA ilprogramma ‘optional’ a guida italiana per andare suMARTE con EXOMARS…

April 1993: Mission selection

December 2001:FM integration

March 2002:Calibrations

Launch: 17 October 2002

Contributo Italiano Spacecraft: Alenia Spazio (ora Thales) Contratto ESA ‘sostanzioso’

ASI ha supportato la costruzione degli strumenti e ‘tanti’ TD, PHD, Borse e supporto alla missione, prevista per 5 anni e, dopo 14 anni in estensione 2020

IBIS, Imager di alta energia Laben Integration Industry Piship italiana con molti Co-Is e contributo fondamentale alla missione

IBIS: Guida italiana-INAF: PiCsIt, Veto, Hopper, Meccanica, Sorgente di calibrazione, Calibrazioni, Operazioni e Mantenimento del modello di Volo, IUG, OCG: INAF/IAPS, IASF-Bologna, Milano e Palermo)

IBIS/ISDC: IBAS (IASF-Milano e supporto iniziale con personale a contratto da vari Istituti)

SPI (Anticoincidenza al Plastico, IASF-Milano)

Jem-X (Facilty di calibrazione, UNI Ferrara+ contributi INAF/IAPS, IASF IASF-Bologna e Palermo)

Mission Scientist : G. Palumbo selezionato da ESA

Picchi di scoperte’ dopo la pubblicazione dei cataloghi

Questo e’ il prossimo: Cat 1000 orbite di 3 gg

IBIS SURVEY: caratteristiche del cielo hard-X (1000 orbite)

• 120 Ms data, 75000 pointings (fine 2010): 939 sorgenti , ~ 307 nuove

rivelazioni di cui, 120 sono sorgenti rivelate per la prima volta

• Informazioni disponibili: posizione, flussi in due bande e tempi di esposizione

e tempi e durata di outbursts e livelli di variabilta’ per le transienti

• Sinergia con SWIFT/BAT e FERMI +Nustar

Collaborazione: IASF-Bologna, IAPS e Universita’ di Southampton

.

IBIS SURVEY: attivita’ in corso e futura

• Produzione Curve di Luce e Spettri per le 939 sorgenti aggiornate con un totaledi 116000 puntamenti (genn. 2015), ~200 Ms di dati

• Follow-up in altre bande: Radio, Ir, Ottico, X-Ray… (Landi nel pomeriggio)

• Caratterizzazione delle sorgenti transienti su tempi scala brevi (0.5-100 giorni) eidentificazione della natura basata su durata outburst, proprietà spettrali etemporali, emissione quiescente, SED ottico/IR

• Richiesta di ToO (SWIFT/XRT, XMM, CHANDRA, NuSTAR) per eventualitransienti in outburst

• Proposte osservative INTEGRAL: Monitoring Galactic Bulge, Galactic Centre,Galactic Plane Scanning e singoli oggetti (under TAC decision)

Questi dati set e le future surveys saranno un "database" per future missioni INTEGRAL ha gia’ fatto un video dell’Universo di alta energia durato ora

14 anni!!..rimarra’ come “text book” per studenti e studi futuri…

Ricordiamo che NuSTAR ha un legacy program (P.I. Krivonos):

‘Unidentifed INTEGRAL sources’

INTEGRAL: link alle nuove frontiere

dell’Astronomia INTEGRAL osserva il cielo X-Gamma dall’Ottobre 2002, ha scoperto

600+ sorgenti di alta energia incluse sorgenti perculiari, ha aperto la via per la polarizzazione in raggi γ, rivelato radioattivita da Supernovae, ha postonuovi limiti per l’enigmatica “positron annihilation” nella regione del Centro Galattico, possibilmente legato alla materia oscura.

Dopo 14 anni di vita ora abbiamo non solo la continuazione scientifica deimaggiori “hot topics” ma ci sara’ una nuova visione dell’Universo delle alteenergie, collegato alla “nuova fisica”…

Infatti negli ultimi due anni l’accesso alle informazioni Astrofisiche e’ statopotenziato da 3 nuovi tipi di Astronomie :

Onde Gravitazionali, Neutrini e Raggi Cosmici di Ultra-High Energy Una

delle maggiorni sfide osservative attuali e future sara’ quindi stabilire illegame tra le scoperte delle nuove Astronomie e L’Universoelettromagnetico.

INTEGRAL detects “antimatter” in the centre of our Galaxy

HERSCHEL detects the “birth of the Stars”

INTEGRAL detects BH and NS in the Galaxy Plane: the “death of the Stars”

The different views of the Galaxy

GW 150914 e oltre

GW151226

in pubb.• INTEGRAL ha 800 kg di rivelatori ed e’ un ottimo

• all-sky monitor nei raggi gamma.

• L’anticoincidenza dello Spettrometro ‘guarda’ tutto il cielo (95% eff.) grazie alla orbita molto ellittica che arriva a 153.000 km dalla terra

• Questo permette di osservare “tutti” I segnali

collegati con emissione di onde gravitazionali!!

• Per l’evento GW 150915, abbbiamo calcolato che

il rapporto tra energia emessa sotto forma di onde

gravitazionali e radiazione elettromagnetica e’:

Rγ/g= 0.2-5x10-6

• Il modo operativo di INTEGRAL e’ stato

cambiato per ripuntare immediatamente le GW

INTEGRAL UL on γ-ray emission from GW150914

DT= -3s

DT= 0.4s

http://arxiv.org/abs/1602.04180

Energia emessa immediatamente come onde

elettromagnetiche ≈ 10-8 erg cm-2 a 75 keV-2MeV

Eg/EGW 0.5-2 < 10-6

Che significa in termini di energia:

Per gli astrofisici e: Lg=7x1046 erg in 1s

e per la gente comune una quantita’enorme se un

evento come quello rivelato avvenisse vicino alla

terra sarebbe un bel problema!!

INTEGRAL limite alla emissione inγ-ray emission from GW150914

arxiv1602.04180, arxiv1602.08492

PICSIT dati ‘Spectral Timing’ 260 keV – 2.6 MeV

16ms risoluzione temporale

Rezzolla, L. et al. 2011, ApJL, 732, 6

NEUTRINOS

Direzione di arrivo dei 37 neutrini osservati in 3 anni con IceCube (in coordinate galattiche), Aartsen et al. 2014

NEUTRINOS

Anchordoqui et al., 2014

E’ stata applicata la distribuzione della densita’ spaziale dellesorgenti Binarie di Alta massa cosi’ come ottenuta dalla Survey del Piano Galattico di INTEGRAL assumendo LS 5039 come ‘tipico’ dellapopolazione dei MicroQuasars . Si e’ tentato di dimostrare che queste tipo si oggetti possono dare un contributo dominante al flusso diffuso dei neutrini come osseravto e riportato da IceCube

Ultra-High Energy Cosmic Rays

Arrival directions of 72 cosmic-ray events with energy E > 57 EeV observed as measured by the Telescope Array Experiment (equatorial coordinates), Abbasi et al. 2014

Papitto et al. 2013, Nature

IGR J18245-2452 (in M28)

XMM-Newton & INTEGRAL

[INTEGRAL] Missing (intermediate) link

254 Hz

11 hrs

508 Hz

PSR J1824-2452I

IBIS

IGR J18245-2452

Stay tuned!!

Thanks for your attention!

INTEGRAL SPI

STAY TUNED!!

Gravitational Wawe event GW150914

INTEGRAL , using the SPI-ACS 4π FoV, derived a stringent upper limits on the gamma-ray and hard X-ray prompt emission associated with the gravitational wave event GW150914, detected by the LIGO/Virgo collaboration. This limit on the hard X-ray fluence at the time of the event range from F = 2 x10-8 erg cm2 to F = 10-6 erg cm2 in the 75 keV - 2 MeV energy range for typical spectral moππ

dels. Our results constrain the ratio of the energy promptly released in gamma-rays in the direction of the observer to the gravitational wave energy Eγ/EGW < 10-6

V. Savchenko et al., 2016 ApJL,820,L36

Abbott, B. P et al, 2016 ApJL