Il telescopio pSCT sviluppato in Italia rivela la sua prima sorgente gamma

Il telescopio pSCT sviluppato in Italia rivela la sua prima sorgente gamma.Ricercatori baresi di Università e Politecnico nel team che lavora al progetto.

Il telescopio pSct – il più grande telescopio Schwarzschild-Couder, un prototipo dell’osservatorio di prossima generazione Cta – ha osservato la sua prima sorgente gamma, proveniente dalla Nebulosa del Granchio. Questo risultato, fondamentale per i futuri sviluppi di Cta, è stato possibile grazie a soluzioni tecnologiche innovative sviluppate in Italia dall’Inaf e dall’Infn.

Gli scienziati del consorzio internazionale Cherenkov Telescope Array (CTA) hanno annunciato alla comunità scientifica la rivelazione del segnale della Nebulosa del Granchio con il prototipo del più grande telescopio Schwarzschild-Couder (pSCT) mai costruito. La Nebulosa del Granchio, nota anche come Crab Nebula, e’ ciò che resta dell’esplosione avvenuta nel 1054 d.c. di una grande stella situata a 6500 anni luce di distanza da noi; attualmente è uno degli oggetti del cielo più brillanti alle alte energie dello spettro elettromagnetico ed è diffusamente impiegata come sorgente di riferimento in astronomia gamma.

“La rivelazione della Crab da parte del telescopio pSCT rappresenta un risultato importantissimo per l’intera comunità dell’astrofisica gamma delle alte energie.” commenta il prof. Francesco Giordano dell’Università di Bari, responsabile nazionale delle attività SCT per l’INFN. “I raggi gamma di altissima energia possono rivelare preziose informazioni sulla reale natura di oggetti estremamente complessi come buchi neri o addentrarsi in argomenti ostili come la materia oscura. La rivelazione del segnale della Crab è la dimostrazione che le nuove tecnologie sviluppate alla base del funzionamento di questo telescopio permetteranno di studiare il cielo gamma con una precisione senza precedenti, aprendo porte a nuove scoperte nella astrofisica gamma e multi-messenger”.

La collaborazione SCT è composta da un consorzio internazionale di università italiane ed americane, istituti tedeschi, messicani e giapponesi, dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Il progetto è finanziato dalla National Science Foundation americana e dagli enti italiani INAF e INFN. “Il Dipartimento Interateneo di Fisica dell'Università e Politecnico di Bari, in collaborazione con la sezione di Bari dell’Istituto nazionale di Fisica Nucleare (INFN), è ampiamente coinvolto in questo progetto sin dal 2013 e lo coordina a livello nazionale.” - aggiunge il prof. Nicola Giglietto del Politecnico di Bari.

Il disegno del telescopio SCT si basa su un’innovativa ed estremamente tecnologica ottica “dual-mirror”, con grandi specchi di 9,7 metri e 5,4 metri di diametro. “Questa particolare tecnologia consente la focalizzazione delle immagini su una superficie ridotta rispetto a un telescopio delle stesse dimensioni a singolo specchio”, - sottolinea Elisabetta Bissaldi, ricercatrice del Politecnico di Bari. “Ed adoperando una camera ad elevata densità di pixel, costituiti da fotomoltiplicatori al silicio o SiPM, consente di avere la più elevata risoluzione angolare mai raggiunta per telescopi di tali dimensioni.”

Il telescopio pSCT è attualmente installato e funzionante presso l’osservatorio per raggi gamma di altissima energia VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System), al Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona (USA). “Dopo l’inaugurazione avvenuta il 17 gennaio 2019, un intenso lavoro di calibrazione e di allineamento ottico del sistema completato a fine 2019 ha permesso l’osservazione di sorgenti astrofisiche.”- continua Leonardo Di Venere, ricercatore dell’INFN di Bari. “Tra gennaio e febbraio 2020 è stata condotta una campagna di osservazioni della Crab Nebula e una prima analisi dei dati raccolti ha immediatamente mostrato la presenza della sorgente, marcando un primo importante traguardo del progetto SCT.”

“Il gruppo di astrofisica e di fisica astroparticellare del Dipartimento Interateneo di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari e dell’INFN di Bari partecipa da molti anni al progetto SCT.” - aggiunge il prof. Giordano - “I SiPM sviluppati in Italia per la camera di pSCT dalla Fondazione Bruno Kessler (FBK) di Trento, sono stati studiati ed ottimizzati nei laboratori baresi con il contributo di giovani laureandi e dottorandi. Anche l’elettronica per l’elaborazione dei segnali è frutto di un lavoro di team guidato dall’ing. Licciulli, giovane tecnologo della sezione INFN di Bari.”

“Abbiamo seguito da vicino l’evoluzione tecnologica dei SiPM sviluppati da FBK a Trento, attualmente utilizzati nella camera del telescopio” - afferma Massimo Capasso, che ha lavorato su questi sensori durante la sua tesi magistrale in Fisica all’Università di Bari nel 2014 e che attualmente è ricercatore del Barnard College di New York - “Ho avuto l’opportunità di studiare questi sensori sin dalla prima versione seguendone il miglioramento in termini di efficienza di rivelazione e parametri di rumore.”

“Negli ultimi 3 anni ho collaborato ai test dei sensori e dell’elettronica associata”- aggiunge Serena Loporchio, dottoranda del XXXIII Ciclo di Dottorato in Fisica dell’Università degli Studi di Bari. ”Attualmente sto terminando il mio periodo di studi all’estero nell’ambito del mio progetto di dottorato, che riguarda l’analisi dati di sorgenti astrofisiche di altissima energia. E’ stato un vero privilegio iniziare l’avventura del dottorato partecipando in prima persona all’installazione dei moduli della camera di pSCT in Arizona.”

“Il lavoro di completamento del telescopio continua incessantemente e permetterà ai ricercatori coinvolti nel progetto SCT di contribuire alle future scoperte nei prossimi decenni.” - conclude il prof. Giordano.

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