Partecipanti al kick-off meeting del progetto Acme. Crediti: Acme
Messaggeri, li chiamano gli scienziati. Un termine quanto mai appropriato per descrivere entità – onde, particelle, entrambe le cose insieme – che giungono fino a noi da regioni ed epoche remote dello spaziotempo, dopo aver percorso tragitti che si misurano in centinaia di milioni di anni luce, a raccontarci cos’è accaduto là nel loro luogo d’origine. Entità come i fotoni, i neutrini e le onde gravitazionali. Entità che parlano lingue che più diverse non si potrebbe. Dunque per intercettarle e ascoltarle occorrono strumenti molto diversi: antenne e specchi per i fotoni, rivelatori di particelle per i neutrini, interferometri per le onde gravitazionali, per esempio. Diversi sono anche gli interpreti a cui spetta il compito di comprendere ciò che queste entità dicono: servono gli astrofisici e servono i fisici astroparticellari. E se vogliamo che il racconto sia a tutto tondo, è cruciale che questi strumenti e questi interpreti lavorino insieme. È ciò che si propone di fare l’astronomia multimessagera. Ed è ciò che si propone di facilitare e incentivare Acme, un progetto finanziato dall’Unione europea nell’ambito del programma Horizon Europe con 14.5 milioni di euro.
Acronimo di Astrophysics Centre for Multimessenger studies in Europe, Acme ha avuto il suo kick-off meeting – così viene chiamato in gergo il primo incontro ufficiale fra i membri del progetto, nel caso di Acme ricercatori da 40 istituzioni di 15 paesi – il 16 e il 17 settembre scorsi a Parigi. A coordinarlo sarà Antoine Kouchner, del Cnrs francese, affiancato da Paolo D’Avanzo dell’Inaf nel ruolo di co-coordinatore, rappresentanti rispettivamente della comunita dei fisici delle astroparticelle e di quella degli astrofisici.
«Tramite il progetto Acme», spiega D’Avanzo a Media Inaf, «verrà creato un coordinamento europeo che permetterà di fornire alle comunità astronomica e astroparticellare un accesso più ampio, semplificato ed efficiente alle migliori infrastrutture di ricerca del campo. Il tutto principalmente focalizzato sull’astrofisica multi-messenger. Le comunità astronomica e astroparticellare sono entrambe ampiamente coinvolte su questo fronte, però spesso si ritrovano a lavorare e procedere su binari separati, seppur comunicando ed interfacciandosi tra loro. Il progetto Acme nasce proprio dalla necessità, trasversalmente sentita, di creare una maggiore sinergia tra queste due comunità a livello europeo. In quest’ottica, Acme fornirà tutti gli strumenti necessari coinvolgendo le migliori infrastrutture, strumentazioni e competenze del campo a livello europeo, in un sistema dove il totale sarà maggiore della somma delle singole parti».
Dall’alto, le cupole dei due telescopi Inaf di Campo Imperatore, un braccio dell’interferometro Virgo e un rivelatore di neutrini del progetto Km3NeT: tre strumenti per la rilevazione, rispettivamente, di fotoni, onde gravitazionali e neutrini. Crediti: Inaf; Ego/Virgo; Infn
«Quello dell’astronomia multi-messaggera», ricorda un altro fra i ricercatori dell’Inaf coinvolti nel progetto, Andrea Melandri, coordinatore all’interno di Acme del centro di competenza per la banda ottica e infrarossa, «è uno dei fronti più caldi della ricerca astrofisica. Le prospettive presenti e future sono enormi. In questo contesto Acme, attraverso i diversi centri di competenza, migliorerà la collaborazione tra la comunità astrofisica e quella particellare, andando a studiare più in dettaglio diversi fenomeni astrofisici attraverso tre messaggeri: fotoni, onde gravitazionali e neutrini. Il fine ultimo è quello di studiare l’emissione di questi tre messaggeri, ognuno dei quali ci fornirà un’informazione diversa e complementare sullo stesso evento astronomico, permettendoci di costruire un quadro molto più dettagliato del fenomeno che li ha prodotti».
Da sinistra: Paolo D’Avanzo, Silvia Piranomonte e Andrea Melandri, ricercatori Inaf coinvolti nel progetto Acme. Crediti: Carlo Ferrigno (Univ. Ginevra)
«Nel caso di eventi come le supernove, ad esempio, l’osservazione combinata dei neutrini, delle onde gravitazionali e della radiazione elettromagnetica permette non solo di prevedere l’esplosione, ma anche di studiare in profondità le dinamiche interne», spiega Melandri. «I neutrini, che precedono l’emissione visibile, forniscono un preavviso essenziale dell’evento esplosivo, mentre le onde gravitazionali offrono dati sulla struttura del collasso stellare. Successivamente, i fotoni rivelano l’emissione finale, osservabile con i nostri occhi attraverso le immagini di un telescopio, completando il quadro».
Numerose le strutture dell’Inaf coinvolte nel progetto: l’Osservatorio astronomico di Roma (istituto capofila), lo Space Science Data Center, gli osservatori astronomici di Brera, Padova, Bologna, Napoli, Trieste e d’Abruzzo, l’Istituto di astrofisica e planetologia spaziali di Roma e i telescopi di Asiago e Campo Imperatore.
«Grazie al contributo fondamentale della comunità Inaf nell’astronomia multi-messaggera», dice Silvia Piranomonte, coordinatrice Inaf di Acme, «le nostre ricercatrici e i nostri ricercatori svolgeranno un ruolo di primo piano nel progetto Acme mettendo a disposizione tutte le loro competenze scientifiche, offrendo supporto a chiunque lo richieda all’interno del progetto, per l’analisi, la raccolta e l’interpretazione teorica dei dati osservativi legati agli eventi astrofisici più energetici che conosciamo, come i lampi di raggi gamma che, insieme alle kilonove, sono noti per essere associati alle sorgenti di onde gravitazionali che possono essere rivelati dagli interferometri Ligo-Virgo. Inoltre, Inaf darà l’opportunità alle giovani generazioni di scienziati provenienti da tutta Europa sia di accedere ai telescopi di Asiago e Campo Imperatore per imparare sul campo il loro utilizzo, sia di utilizzare algoritmi innovativi e tecnologie avanzate, come il machine learning, necessari per l’analisi di grandi moli di dati».