Con il progetto Ahead 2020, per quattro anni, scienziati e tecnici di 38 istituzioni di ricerca e aziende in 16 Paesi europei lavoreranno insieme per esplorare l’universo più energetico con tecnologie di ricerca d’avanguardia. A coordinare questo ambizioso progetto sarà l’Istituto nazionale di astrofisica, che ha visto la sua proposta approvata nell’ambito del programma di infrastrutture di ricerca della Comunità Europea con un finanziamento di 10 milioni di euro.
Esplosioni stellari, prodotte dalla fusione di buchi neri e stelle di neutroni, emettono insieme alla luce a diverse lunghezze d’onda, perturbazioni nella struttura dello spazio-tempo che si propagano alla velocità della luce, le onde gravitazionali. La loro scoperta ha aperto una nuova finestra osservativa, la cosiddetta astronomia multimessaggera, su cui si stanno concentrando astrofisici e fisici in tutto il mondo.
Ahead 2020 proseguirà il cammino iniziato con il precedente progetto Ahead sul fronte della astrofisica spaziale delle alte energie, ampliandone la finestra osservativa. Il progetto, articolato su vari fronti e coordinato da Luigi Piro, dell’Inaf di Roma, potenzierà il lavoro di squadra degli astrofisici e fisici europei del settore, per effettuare osservazioni nell’ambito dell’astrofisica multimessaggera e sviluppare nuovi strumenti e tecnologie per osservatori sia dallo spazio che da Terra, questi ultimi dedicati alla individuazione di onde gravitazionali – come già con gli interferometri Virgo e Ligo – e raggi gamma di altissima energia. Una parte significativa di Ahead 2020 sarà dedicata alle missioni spaziali per l’astrofisica delle alte energie in fase di sviluppo, come la missione Athena, l’imponente osservatorio spaziale a raggi X dell’agenzia spaziale europea, e ai satelliti dedicati alla ricerca di lampi gamma, esplorando nuove tecnologie, come le costellazioni di nanosatelliti.
«L’Istituto nazionale di astrofisica è uno dei pochi enti al mondo che possiede al suo interno tutte le risorse, intellettuali e strumentali, per lo studio dell’Universo a tutte le lunghezze d’onda, da terra e dallo spazio» commenta il Presidente dell’Inaf, Nichi D’Amico. E prosegue: «Non poteva che toccare all’Inaf la leadership di un progetto così ambizioso e di così ingenti proporzioni, ed è con soddisfazione che mi congratulo con Luigi Piro e tutto il team nazionale».
Luigi Piro
L’universo così come lo conosciamo cambia completamente aspetto quando viene osservato con strumenti che registrano la radiazione alle sue lunghezze d’onda più corte, ovvero nei raggi X e gamma. Le galassie, da quei vortici di stelle che le rendono cosi eleganti, nei raggi X rivelano nascosto al loro centro il mostro, un buco nero grande quanto milioni di soli, che produce energia capace di regolare la vita e la morte delle stelle della galassia. Flussi di materia vengono attirati gravitazionalmente da filamenti di materia oscura si riscaldano a temperature di milioni di gradi, che le rendono invisibili se non ai raggi X. Al centro di questo network si formano gli ammassi di galassie, che sono permeati da un plasma caldissimo che supera in massa tutte le stelle di tutte le galassie dell’ammasso. Il ciclo di nascita e morte viene scandito dalla esplosione delle stelle a fine vita che riversano nell’ Universo i metalli sintetizzati al loro centro durante i processi di fusione nucleare, e che forniranno nuovo combustibile alle generazioni di stelle successive.
«Tecnologia e infrastrutture in questo settore di ricerca astrofisica stanno diventando più complesse e costose, soprattutto a causa dell’esigenza di soddisfare obiettivi relativi alle prestazioni ancor più ambiziosi» sottolinea Luigi Piro. «Tali richieste non possono essere realisticamente affrontate da una singola nazione. Per questo motivo, cureremo il legame tra la istituzioni di ricerca e industrie del settore, che lavoreranno fianco a fianco anche per potenziare il trasferimento tecnologico. Fiore all’occhiello è uno studio di innovazione tecnologica per applicare i sensibilissimi sensori sviluppati per esplorare l’universo a settori diversi, come l’analisi non invasiva in campi quali biologia, belle arti, inquinamento e monitor ambientali ad alta sensibilità».
Ahead 2020 fornirà supporto ai molti giovani ricercatori che vogliano impegnarsi in questo settore della ricerca di frontiera, e dedicherà un programma di divulgazione per il pubblico e i più giovani studenti, con materiale divulgativo come video in realtà virtuale. «I fenomeni che osserviamo e che riproduciamo nei video sono così estremi che superano l’immaginazione, tuttavia sono ben spiegati dalle leggi fisiche. Stimoleremo le menti piú aperte e curiose, cosicché giovani studiosi vengano attirati verso lo studio dell’astrofisica e della fisica delle alte energie» conclude Piro.
Le istituzioni e ditte italiane partecipanti al progetto Ahead 2020 sono: Inaf con le strutture di Roma, Milano, Palermo, Bologna, Teramo, Trieste, lo European Gravitational Observatory, Infn, Gran Sasso Science Institute, Cnr, Università di Ferrara, Università di Palermo, Università di Genova, Swhard s.r.l., Thales Alenia Space Italia.
Guarda il video di presentazione del progetto Ahead 2016-19: