RICERCA ITALIANA     

La fisica dei GRB, SN e molto di più: la situazione attuale ed il futuro. Analisi dati, simulazioni e progetto concettuale di un telescopio robotico di medie dimensioni. [CODEVISIR] La sfida principale non è formulare nuove idee, ma sfuggire da quelle vecchie che ramificano nella nostra mente. La proposta vuole produrre un'avanzamento sostanziale nella conoscenza della fisica dei GRB, dei progenitori e del loro ambiente, sulla relazione con le SN, oggetti ad alto z, ed il ruolo delle polveri.

Università degli Studi di Milano-Bicocca

Abstract

La proposta in oggetto si inquadra in un disegno più ampio di sviluppo della tecnologia e della scienza in Italia. Questo progetto PRIN preparerà, con la guida di ricercatori esperti, studenti, giovani scienziati e piccole industrie alla competizione europea ad alto livello in preparazione delle proposte che saranno sottomesse all’European Research Council e a altre agenzie di finanziamento europee e italiane. E’ basato su un’attività rapida, che è il motivo per cui il team è piuttosto grande e ben strutturato nelle varie competenze richieste, in modo da essere pronti in un tempo breve al passo successivo, cioè il disegno del telescopio e della strumentazione.

Lo studio delle componenti hardware che proponiamo [unità 2], assieme alla continuazione della nostra ricerca sui Gamma Ray Burst e sulle SNe [unità 1], tiene conto delle missioni spaziali già in orbita [Swift e AGILE] e che sono pronte a volare in un prossimo futuro [GLAST]. Tra le missioni proposte alla NASA SMEX-MIDEX, alcune diventeranno probabilmente fondamentali per la nostra conoscenza degli eventi transienti, SNe e GRB, e il telescopio qui proposto sarà per queste un completamento fondamentale e naturale.

L'hardware sarà pronto per andare molto oltre i risultati attesi per la scienza primaria. Sarà possibile, come opportunità di scienza secondaria, la risposta a ogni allerta ToO ricevuta dalle missioni spaziali a alta energia e la raccolta di un archivio unico nel NIR-IR che >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Guido Chincarini Università degli Studi di MILANO-BICOCCA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Si ritiene di completare il progetto PRIN in un anno. Questo è il tempo richiesto in generale per uno studio di fattibilità accurato e per il disegno concettuale. Il progetto di un anno, come riportato anche da altre parti, è dovuto a due forti necessità:

A) ci prepariamo a presentare richiesta di fondi per il disegno dettagliato [fase A] e la costruzione all'agenzia europea (come il Research Council) e italiana

B) il tempo riveste un ruolo importante in vista delle future missioni spaziali [pronte a volare o che sono state proposte] e degli altri strumenti internazionali a terra progettati o in fase di costruzione [ALMA, OWL, ecc.].

Questo progetto intende raggiungere i seguenti goal:

1) Completare l'analisi dati e il connesso studio teorico e di simulazione dell'insieme dei GRB di Swift che è importante in particolare per la stesura delle specifiche e la giustificazione del telescopio, della strumentazione e del software per la strategia di controllo. La riduzione dei dati XRT e BAT a livello 1 e livello 2 [gli archivi sono pronti per essere utilizzati dagli scienziati] è stata completata].

2) Raffinare le conoscenze su AGN, binarie X, SNe, ToO e scienza secondaria rilevante per migliorare il disegno concettuale e lo studio di fattibilità del telescopio, del software e della strumentazione.

3) Le basi concettuali del telescopio che intendiamo costruire richiedono un >>>

Risultati parziali attesi

Il prodotto della ricerca proposta risulterà di fondamentale interesse per la comunità scientifica internazionale. Ciò condurrà alla definizione di specifiche di riferimento per ogni strumento progettato con capacità di puntamento rapido e metterà a fuoco le problematiche in vista di sviluppi futuri. Per quanto riguarda i GRBs, si concentrerà sulla fisica dell’afterglow in relazione al motore centrale e alle SNe correlate. Definirà idee pionieristiche su come portare avanti la ricerca di sorgenti di onde gravitazionali associate al collasso di stelle massive e all’esplosione di SNe (entro l’ammasso della Vergine). Il progetto proposto ha grandi potenzialità per l’industria italiana ed europea: sviluppo tecnologico e trasferimento di know-how nel campo della robotica, della meccanica di precisione, della criogenia, della realizzazione di software complessi, del controllo della strumentazione e dell’ingegnerizzazione del sistema. Questo è il primo passo, nel vero spirito delle proposte PRIN, verso una ricerca pionieristica in grado di aprire un nuovo futuro per la nostra conoscenza.

Scienza

L’Unità 1 ha fornito un sommario della scienza da condurre nel corso del prossimo anno nell’ambito di questa ricerca. Durante questo periodo, completeremo, anche in vista di una migliore definizione delle specifiche dello strumento per lo studio di fattibilità descritto in dettaglio dall’Unità 2, l’analisi dei dati del più grande campione di GRB disponibile >>>

Durata

12 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Questo è un progetto ambizioso, che copre molti interessi scientifici e, come descritto nel modulo B, è stata la naturale conseguenza della spinta scientifica primaria: lo studio dei Gamma-Ray Burst (GRB). Parte del team, vedi in particolare Unità 1, è impegnata in maniera profonda nelle ricerche in questo campo e abbiamo realizzato che, assieme ai dati che possiamo ottenere con Swift, un passo avanti sostanziale nel campo si può ottenere con un nuovo telescopio robotico di grandezza media nel visibile-infrarosso (VIS-IR) assieme a altri strumenti spaziali e terrestri in via di progettazione e disegno.

L'avanzamento più importante nella ricerca sui GRB è senza dubbio dovuto al lancio del satellite Swift [1] [Chincarini è membro del Comitato Esecutivo della Missione e PI del gruppo italiano che partecipa alla missione]. Le scoperte permesse da Swift sono chiaramente il riferimento per il background scientifico di questo proposal. è quindi importante riassumere brevemente alcuni dei contributi più rilevanti della missione per quanto riguarda i GRB.

La capacita' di Swift di puntare velocemente i GRB ha permesso di studiare in dettaglio le prime fasi dell'afterglow permettendo spesso di sovrapporre le osservazioni di BAT con quelle di XRT [e in alcuni casi di KONUS-WIND] così che abbiamo una copertura completa dello stesso evento a molte energie e misure simultanee con BAT e una migliore conoscenza dell'evoluzione del fenomeno >>>