Relazione Fiore

Un Un viaggio nellviaggio nell’’UniversoUniversoviolentoviolento::

astrofisica relativisticaastrofisica relativistica

Fabrizio FioreFabrizio Fiorehttp://www.http://www.oa-romaoa-roma..inafinaf.it/.it/∼∼fiorefiore

Un Un cambiamento di prospettivacambiamento di prospettiva

V. Van Gogg: Starry nightPresentazione basata sui documenti:• Feasibility study on HEA: fields of interest and perspectives for the national community,2004 and its 2007 update• INAF Piano a Lungo Termine 2006• EC Astronet Roadmap ESA Cosmic Vision• Contratti ASI-INAF 2006-2009 Studio Astrofisica Alte Energie

1. la ricerca sulle origini origini e e sull'evoluzionesull'evoluzionedei sistemi complessidei sistemi complessi::• l’origine e l’evoluzione dell’Universo;• la formazione ed evoluzione delle

galassie;• la formazione ed evoluzione delle

stelle e dei pianeti;• l'origine e l'evoluzione della vita; etc.

2. l'utilizzo di ambienti astrofisici comelaboratori laboratori per per investigare fisicainvestigare fisicafondamentalefondamentale (le leggi che regolano ilnostro mondo):• buchi neri per studiare relativitarelativita’’

generale generale in campo forte;in campo forte;• test di QCD e QEDQCD e QED• test sulla struttura struttura fine fine dello spazio-dello spazio-

tempotempo e delle sue simmetriefondamentali; etc.

La La ricerca ricerca in in astrofisica si puoastrofisica si puo’’ dividere dividere in 2 in 2 campicampi:

LL’’astrofisica relativistica si occupa di entrambe astrofisica relativistica si occupa di entrambe i i settorisettori

Scienza di scoperta Scienza di scoperta ee misuremisuredi precisionedi precisione

La maggior parte delle missioni spaziali, specie quelle di taglia medio/grande,contribuisce a tutti e due i settori. Due esempi. BeppoSAX: I Gamma Ray BurstBeppoSAX: I Gamma Ray Burstsono sorgenti cosmologiche distantisono sorgenti cosmologiche distanti, le le piupiu’’ grandi esplosioni cosmiche dopo il grandi esplosioni cosmiche dopo ilBig Bang.Big Bang. XMM: XMM: Righe da dischi relativisticiRighe da dischi relativistici

Nel seguito presentero' le frontiere della ricerca in astrofisica relativistica e delle alteenergie, cercando di evidenziare quali problemi di evoluzione delle struttureevoluzione delle strutture e di fisicafisicafondamentalefondamentale sono oggi affrontati, e i miglioramenti della strumentazione di prossimagenerazione necessari per la loro soluzione.

ScopertaScoperta: ASCA: ASCA EEemem/E/Eobsobs~1+z~1+v/c~1+z~1+v/c6.4/5=1.28 v~0.28c6.4/5=1.28 v~0.28c













Swift!Swift!

XMM:XMM: statisticastatistica

I I protagonisti principali dellprotagonisti principali dell’’astrofisica relativisticaastrofisica relativistica::

Oggetti compattiOggetti compatti,, stelle di neutroni stelle di neutroni eebuchi neribuchi neri

Tre esempiTre esempi:: DensitaDensita’’ estreme estreme:: stelle di neutronistelle di neutroni Campi magnetici ultra-fortiCampi magnetici ultra-forti:: stelle di neutronistelle di neutroni GravitaGravita’’ ai suoi estremi ai suoi estremi:: buchi neribuchi neri

Laboratori ideali di fisica in condizioni estreme, che non possono esseretestate in lab terrestri.

Raggio della terra = 6378 kmRaggio del sole = 700mila km = 109 RTerraRaggio stella di neutroni di massa solare= 15 kmRaggio buco nero massa solare = 10 kmDimensioni sistema solare = 150 milioni kmRaggio buco nero di massa 100 milioni di soli= dimensioni sistema solarePossiamo risolvere Possiamo risolvere in in una immagineuna immaginell’’orizzone degli eventiorizzone degli eventi? ? mmVLBImmVLBI, , spaceVLBIspaceVLBI


Oggetti compattiOggetti compatti, , stelle di neutronistelle di neutroni DensitaDensita’’ estreme estreme:: Stelle di neutroniStelle di neutroni.. Nuclei Nuclei normalinormali: 50% : 50% protoniprotoni..

Materia ultradensaMateria ultradensa: ~0%: ~0% protoniprotoni. . QCD (e.g, QCD (e.g, condensazioni condensazioni Bose-Einstein Bose-Einstein di di quarkquarkliberi liberi a a bassa bassa T).T). Le Le interazioni tra particelle che costituiscono interazioni tra particelle che costituiscono la la stella determinanostella determinanola la equazione di statoequazione di stato,, la la relazione tra densitarelazione tra densita’’ e e pressione pressione o o analogamente traanalogamente tramassamassa e e raggioraggio.. MasseMasse: : ottenute ottenute in in sistemi binarisistemi binari.. RaggiRaggi: : assorbimento nellaassorbimento nellafotosfera durante fotosfera durante bursts: bursts: misura misura del redshift del redshift gravitazionale alla superfice della gravitazionale alla superfice della NS,NS,EEemem/E/Eobsobs~~(1+z)~GM/Rc(1+z)~GM/Rc22. . Misura della Misura della innermost stable circular orbit: kHz QPO.innermost stable circular orbit: kHz QPO.

Grande area Grande area di raccoltadi raccolta, , ottima risottima ris. . spettrale/temporalespettrale/temporale: IXO: IXO

Quark

Quark

!

" =1

2#

GM

r3

risco

$ r RNS$ r r

isco=

6GM

c2


Oggetti compattiOggetti compatti,, stelle di neutronistelle di neutroni Campi magnetici ultra-fortiCampi magnetici ultra-forti: : stelle di neutronistelle di neutroni.. Nuovo Nuovo regimeregime

di emissionedi emissione, la , la maggior parte della radiazione emaggior parte della radiazione e’’ prodotta prodotta aa causa della dissipazionecausa della dissipazionedi di un campo un campo magnetico magnetico B B gigantescogigantesco, > cento , > cento milioni di volte il piumilioni di volte il piu’’ grande grande campocampoprodotto sulla prodotto sulla Terra! Terra! PuoPuo’’ essere misurato tramite essere misurato tramite la la rivelazione di righe di ciclotronerivelazione di righe di ciclotrone..

LL’’enorme enorme B B puopuo’’ essere usato essere usato per per testare testare unun effetto di effetto di QEDQED: la : la birifrangenza birifrangenza deldelvuotovuoto. In . In presenza di grandi presenza di grandi B B il vuoto si comporta il vuoto si comporta come mezzo con come mezzo con iindice dindice dirifrazione diverso rifrazione diverso per per luce polarizzata su piani paralleli luce polarizzata su piani paralleli e e perpendicolari alla direzioneperpendicolari alla direzionedi di B, B, cambiando cambiando la la dipendenza dipendenza con la con la fase fase e e ll ʼ̓energia della flusso polarizzatoenergia della flusso polarizzato....

Spettroscopia Spettroscopia a a banda largabanda larga,,misure di polarizzazionemisure di polarizzazione: NHXM: NHXM


Oggetti compattiOggetti compatti, , buchi neribuchi neri GravitaGravita’’ ai suoi estremi ai suoi estremi:: buchi neribuchi neri.. Dischi di accrescimentoDischi di accrescimento

attorno attorno aa BH BH possono fornire possono fornire testtest per la per la relativitarelativita’’ generale generale in campo fortein campo forte eemisurare massa misurare massa e spin del BHe spin del BH. Due . Due metodi complementarimetodi complementari: : profili delle righe profili delle righe deldelferro ferro ee rotazione dellrotazione dell’’angolo di polarizzazioneangolo di polarizzazione..

Spettroscopia Spettroscopia a a banda largabanda larga, , polarizzazionepolarizzazione,,grande grande area area di raccoltadi raccolta: NHXM, IXO: NHXM, IXO

Grande spin:Grande spin: materia piumateria piu’’ vicina vicina al BH, v al BH, v piupiu’’ grandi grandi

Formazione Formazione ed ed evoluzione delle struttureevoluzione delle strutture

Oggetti compatti Oggetti compatti non non sono sono solo solo laboratori di fisicalaboratori di fisicaidealiideali, ma , ma sono protagonisti fondamentali anche sono protagonisti fondamentali anche perperstudiare studiare la la formazione formazione e e l'evoluzione delle strutturel'evoluzione delle strutture..

Scoprire Scoprire comecome ii buchi neri buchi neri e la e la radiazione di altaradiazione di altaenergia agiscono da controllori occultienergia agiscono da controllori occulti

Irradiazione Irradiazione e e lancio di ventilancio di venti, jets,, jets, bolle di bolle di plasmaplasma Influenza Influenza dei raggi dei raggi X X sulla formazione dei sistemisulla formazione dei sistemi

planetariplanetari Influenza Influenza dei dei nuclei nuclei galatti attivi galatti attivi (AGN)(AGN)

sullsull’’evoluzione delle galassieevoluzione delle galassie InfluenzaInfluenza degli degli AGN AGN sulla formazione sulla formazione eded

evoluzione degli ammassi di galassieevoluzione degli ammassi di galassie

Formazione Formazione ed ed evoluzione delle struttureevoluzione delle strutture Influenza Influenza dei raggi dei raggi X X sulla formazione dei sistemisulla formazione dei sistemi

planetariplanetari.. I dischi circumstellari sono investiti da raggi X, venti e raggicosmici originati dalla stella centrale che producono riscaldamento,ionizzazione ed evaporazione del disco. Stelle giovani (YSO) hanno grandicampi magnetici e forte rotazione => grande emissione X.

• Formazione dei pianeti: dinamica tranquilla• I raggi X inducono turbolenza, inomogeneita’e torque gravitazionali che inibiscono lasedimentazione di grandi corpi solidi.• Formazione solo nella dead-zone?• Le atmosfere sono soggette a irradiazioneche le fa’ evaporare velocemente.• raggi X stimolano la formazione di molecolecomplesse, pre-biotiche

YSO in YSO in nubi molecolarinubi molecolari, , ambienti densiambienti densi.. Raggi Raggi X X duriduri, , buonabuonarisoluzione spazialerisoluzione spaziale: NHXM, IXO: NHXM, IXO

Influenza Influenza dei dei nuclei nuclei galatti attivi galatti attivi (AGN) (AGN) sullsull’’evoluzioneevoluzionedelle galassiedelle galassie.. Una delle scoperte piuUna delle scoperte piu’’ importanti di importanti di HST HST ee’’ quella di quella di BHBHsupermassicci supermassicci (10(1066-10-101010 MMsunsun) ) nel centro delle galassie nel centro delle galassie con bulge e la con bulge e la correlazionecorrelazionetra massa dei tra massa dei BH eBH e massa massa del bulge. BH del bulge. BH sono cresciuti sono cresciuti in in fasi luminose di fasi luminose di AGN,AGN,durante durante le le quali vengono lanciati potenti venti che possono scaldare il quali vengono lanciati potenti venti che possono scaldare il mezzomezzointerstellare interstellare e e inibire formazione di stelleinibire formazione di stelle. . LL’’efficenza efficenza del del motore centrale deglimotore centrale degliAGN AGN ee’’ eccezionale eccezionale, circa 10% , circa 10% della massa accresciuta viene trasformata della massa accresciuta viene trasformata ininradiazioneradiazione!! (<0.5% (<0.5% reazioni nucleari nelle stellereazioni nucleari nelle stelle, <0.001% , <0.001% reazioni chimichereazioni chimiche).).

BH come BH come controllori occulticontrollori occulti

BH come BH come controllori occulticontrollori occulti Misura dellMisura dell’’energia che energia che i i venti degli venti degli AGN AGN rilasciano sullarilasciano sulla

galassia ospitegalassia ospite.. Il Il profilo delle righe di assorbimento eprofilo delle righe di assorbimento e’’ determinato dalla determinato dallageometria geometria e e dalla velocitadalla velocita’’ del del ventovento..

Censo completo degli Censo completo degli AGN e AGN e dei dei SMBH.SMBH. Il Cosmic X-ray backgroundIl Cosmic X-ray background(Nobel a (Nobel a GiacconiGiacconi) ) ee’’ il residuo dell il residuo dell’’attivitaattivita’’ di tutti gli di tutti gli AGN AGN durante durante i tempi i tempi cosmicicosmici. La. Lasua sua forma forma implica limplica l’’esistenza di esistenza di AGN AGN altamente oscuratialtamente oscurati,, rivelati rivelati fin fin ora da ora da BSAX,BSAX,INTEGRAL e SWIFT solo INTEGRAL e SWIFT solo nellnell’’universo universo locale, ma locale, ma che costituiscono che costituiscono solo 1% delsolo 1% delCXB CXB allall’’energia energia del del picco picco (30 keV). E(30 keV). E’’ necessario risolvere necessario risolvere >50% del CXB al >50% del CXB al piccopicco..

CXB

Spettroscopia Spettroscopia a a larga bandalarga banda, , risoluzione di energiarisoluzione di energia, , grande grande areaareadi raccoltadi raccolta, , iimmagini di buona qualitammagini di buona qualita’’ tra tra 10 e 60 keV. 10 e 60 keV. NuStarNuStar,,NHXM, IXO, WFXTNHXM, IXO, WFXT

BH come BH come controllori occulticontrollori occulti Misura dellMisura dell’’energia che energia che i i venti degli venti degli AGN AGN rilasciano sulla galassia ospiterilasciano sulla galassia ospite.. IlIl

profilo delle righe di assorbimento eprofilo delle righe di assorbimento e’’ determinato dalla geometria determinato dalla geometria e e dalla velocitadalla velocita’’ del del ventovento..

Censo completo degli Censo completo degli AGN e AGN e dei dei SMBH.SMBH. Il Cosmic X-ray background (Nobel aIl Cosmic X-ray background (Nobel aGiacconiGiacconi) ) ee’’ il residuo dell il residuo dell’’attivitaattivita’’ di tutti gli di tutti gli AGN AGN durante durante i tempi i tempi cosmicicosmici. La . La sua sua forma forma implicaimplicall’’esistenza di esistenza di AGN AGN altamente oscuratialtamente oscurati,, rivelati rivelati fin fin ora da ora da BSAX, INTEGRAL e SWIFT soloBSAX, INTEGRAL e SWIFT solonellnell’’universo universo locale, ma locale, ma che costituiscono che costituiscono solo 1% del CXB solo 1% del CXB allall’’energia energia del del picco picco (30 keV). E(30 keV). E’’necessario risolvere necessario risolvere >50% del CXB al >50% del CXB al piccopicco..

CXB

Spettroscopia Spettroscopia a a larga bandalarga banda, , risoluzione di energiarisoluzione di energia, , grande grande areaareadi raccoltadi raccolta, , iimmagini di buona qualitammagini di buona qualita’’ tra tra 10 e 60 keV. 10 e 60 keV. NuStarNuStar,,NHXM, IXO, WFXTNHXM, IXO, WFXT

La La formazione delle formazione delle prime prime galassiegalassie.. Quando lQuando l’’Universo avevaUniverso avevameno di meno di un un miliardo di anni si formano miliardo di anni si formano le primele prime stelle stelle ee i i primi primi BH.BH. Molto gas(combustibile) era ancora disponibile sia per formare stelle che per alimentare e farcrescere i BH. Potenti miniAGN scaldano il mezzo interstellare e intergalattico emodificano le condizioni in cui si formano i primi agglomerati di stelle, quelle chediventeranno le galassie che osserviamo nell’Universo che ci circonda.

BH come BH come controllori occulticontrollori occulti Influenza Influenza degli degli AGN AGN sulla formazione sulla formazione ed ed evoluzioneevoluzione

degli ammassi di galassiedegli ammassi di galassie. . VentiVenti, jets, , jets, bolle di bolle di plasma e plasma e particelleparticellerelativistiche relativistiche originate originate dagli dagli AGN AGN possono uscire dalle galassie ospiti possono uscire dalle galassie ospiti ee rilasciarerilasciareenergia nel energia nel mezzo mezzo intergalatticointergalattico, , influenzando influenzando la la sua evoluzionesua evoluzione. . Energia cineticaEnergia cineticaequivalente equivalente a a quella di miliardi di quella di miliardi di supernovae! Dire supernovae! Dire che che un un buco nero buco nero ha ha effetto su effetto su ununammasso di galassie eammasso di galassie e’’ come dire come dire che che un un mirtillo puomirtillo puo’’ influenzare influenzare lala Terra.Terra.

Ottima qualitaOttima qualita’’ delle immagini delle immagini X, X, ottima risoluzione spettraleottima risoluzione spettrale: IXO: IXOImmagini Immagini X ad X ad alta energiaalta energia: : NuStarNuStar, NHXM, NHXM

10”

BH come BH come acceleratori cosmiciacceleratori cosmici AGNAGN e GRB: e GRB: potentissimi acceleratori cosmicipotentissimi acceleratori cosmici..

UHECR UHECR di energie fino di energie fino a 10a 101313 GeV GeV rivelati da rivelati da Pierre Auger ObservatoryPierre Auger Observatory (un (un miliardomiliardodi volte piudi volte piu’’ energetici dei energetici dei pp++ di di LHC!). LHC!). Coincidenza tra Coincidenza tra UHECRUHECR e e distribuzione didistribuzione digalassie galassie e AGN (PAO).e AGN (PAO).

GRB: le GRB: le piu grandi esplosioni dopo ilpiu grandi esplosioni dopo ilBig BangBig Bang

I GRB I GRB segnano segnano la la formazione di formazione di un un nuovo nuovo BH,BH,seguendo il collasso di una stella di grande massa seguendo il collasso di una stella di grande massa o lo o lo scontro tra scontro tra due NS. due NS. SiSiosserva losserva l’’emissione di quantitaemissione di quantita’’ enormi di luce enormi di luce ((fino fino a un a un miliardo di volte miliardo di volte la la luceluceemessa da una intera galassiaemessa da una intera galassia). ). Si sospetta che questa sia una frazione dellSi sospetta che questa sia una frazione dell’’energiaenergiatotaletotale. . Non Non si conoscono ancora si conoscono ancora i i dettagli dettagli del del funzionamento funzionamento del del motore centralemotore centrale!!

•• Sonde dell Sonde dell’’universo universo ad altissimo redshiftad altissimo redshift•• opportunitaopportunita’’ per per investigareinvestigarefisica fondamentalefisica fondamentale

Il GRB Il GRB piupiu’’ lontano lontano, , quello piuquello piu’’brillante brillante e e quello piuquello piu’’ energetico energetico

Swift GRB080319B V~5,visibile ad occhio nudo unaesplosione da un’Universodi mezza eta’, D’Elia+08

Swift GRB090323 z=8.11/30 dell’eta’ attuale UniversoTNG Salvaterra+09

GRB080916C Fermi γ-raysSwift Swift ee’’ finanziato fino finanziato finoal 2014, al 2014, dopo dopo nonnoncc’’ee’’ nulla di garantito nulla di garantito..Il Il programma piuprogramma piu’’promettente epromettente e’’ EXISTEXIST

Il satellite dedicato allo studio dei GRBSwift e’ risultato il secondo osservatorio almondo per risultati scientifici, dopo SDSSe prima di HST e Chandra.

2 Rossi prizes!2 Rossi prizes!BeppoSAX e Swift teamsBeppoSAX e Swift teams

GRB e GRB e fisica fondamentalefisica fondamentale La La granulositagranulosita’’ dello spazio dello spazio..

GRB emettono fotoni di altissima energia daiconfini dell’Universo. Questi possono essereutilizzati per verificare teorie di gravitateorie di gravita’’ quantistica quantisticacirca le circa le simmetrie fondamentali dello spazio-simmetrie fondamentali dello spazio-tempotempo. A dimensioni piccolissime (miliardi di voltemeno delle dimensioni di un nucleo atomico) lagranulosita’ dello spazio-tempo potrebbe rallentarefotoni di grande energia: Δt~E/EQGL/c, doveEQG~1019 GeV, scala di Planck. Ritardi nei Ritardi nei tempitempidd’’arrivo di fotoni di energie arrivo di fotoni di energie del GeV del GeV provenienti daprovenienti daGRB a GRB a distanze cosmologiche distanze cosmologiche ((grandissimi grandissimi L) eL) emisurati dal misurati dal satellite Fermi satellite Fermi possono mettere limitipossono mettere limitisu su EEQGQG.. Amelino-Camelia+98

Queste teorie predicono anche una birifrangenzadello spazio, che risulta in una rotazione del pianodi polarizzazione con E e con L. Polarimetria diPolarimetria diGRB GRB potrebbe essere potrebbe essere in in grado di misurare questogrado di misurare questoeffettoeffetto..

Barioni mancantiBarioni mancanti

“Galaxies”

Hot gas(>107 K)

“Lyα-forest”(< 105 K)

Warm-Hot gas (WHIM, 105-107 K)

Baryon pie at z=0

Universo distante (z~3): lamaggior parte dei barioniosservati nel mezzointergalattico

Universo vicino (z<1):circa meta’ dei barioni nonsono ancora osservati

WHIM in assorbimentonegli spettri di QSOdistanti: IXO: grandesensitivita’ e risoluzionespettrale. Anche usando GRBs (EDGE/XENIA)

Tabella riassuntivaTabella riassuntiva

EXIST,XENIAEXIST,XENIAEXIST, XENIEXIST, XENIAARipuntamentoRipuntamentoveloceveloce

Larga bandaLarga bandacampo campo di di vistavista

GRBGRB

NuStarNuStar, , NHXMNHXM,,IXO, WFXT,IXO, WFXT,EXISTEXIST

NuStarNuStar, NHXM,, NHXM,IXOIXO, , WFXT,WFXT,EXISTEXIST

Immagini raggiImmagini raggiX X alta energiaalta energiaArea Area di raccoltadi raccolta

Ottima qualitaOttima qualita’’immaginiimmagini

BH BH controlloricontrolloriocculti occulti ee BHBHalto zalto z

NHXMNHXMNHXMNHXMImmagini raggiImmagini raggiX X alta energiaalta energia

Ottima qualitaOttima qualita’’immaginiimmagini

Stelle giovaniStelle giovani

NHXMNHXM, , IXOIXONHXM, NHXM, IXOIXOPolarimetriaPolarimetriaArea Area di raccoltadi raccolta

Spettroscopia Spettroscopia aalarga bandalarga banda

RelativitaRelativita’’generalegenerale

NHXMNHXM, , IXOIXONHXM, NHXM, IXOIXOPolarimetriaPolarimetriaSpettroscopia Spettroscopia aalarga bandalarga banda

Campi Campi BBultra-altiultra-alti

IXOIXOIXOIXORisRis. . spettrale spettrale eetemporaletemporale

Area Area di raccoltadi raccoltaStelle diStelle dineutronineutroni

Part. Part. ItalianaItaliana S S Inst.PIInst.PI LL

MissioneMissioneS S MM LL

Requirment Requirment 22Requirment1Requirment1Hot topicsHot topics

NHXMNHXM Missione Missione con leadership con leadership italianaitaliana,, studio studio di fase di fase A Simbol-A Simbol-

X/HEXIT-SAT,X/HEXIT-SAT, alta prioritaalta priorita’’ negli studi negli studi ASI FS on HEA, INAFASI FS on HEA, INAFPLT and EC PLT and EC Astronet Astronet roadmap. roadmap. Lancio Lancio >2016>2016

OsservatorioOsservatorio Banda 0.2-80 keVBanda 0.2-80 keV Area Area di raccoltadi raccolta: 1500 cm2 @, 350cm2: 1500 cm2 @, 350cm2 @30keV@30keV Risoluzione immaginiRisoluzione immagini: 15: 15”” <10keV, 20 <10keV, 20””@30keV@30keV Risoluzione energeticaRisoluzione energetica: 150eV: 150eV FOV: 12FOV: 12’’ diametrodiametro Polarimetria Polarimetria a a immaginiimmagini Classe Classe Small, Small, Lancio Lancio VEGAVEGA

Coinvolgimento italianoCoinvolgimento italiano: : filiera nazionale filiera nazionale in in grado digrado direalizzare lrealizzare l’’intera missioneintera missione, payload + spacecraft, e , payload + spacecraft, e il suoil suoadeguato sfruttamento scientificoadeguato sfruttamento scientifico..

InternationalInternationalX-rayX-rayObservatoryObservatory

Unione delle proposte di ESA/JAXA XEUS e NASA’sConstellation-X. Parte della Astro2010 Decadal Review in USAe di ESA Cosmic Visions, studio di fase A, lancio: >2021

Grande Osservatorio (come HST, Chandra, XMM) Area di raccolta: 3m2 @1 keV, 0.65 @6keV Risoluzione angolare: <5” HPD Risoluzione energetica: 2.6eV calorimetro, 150eV WFI (18’ FOV) Polarimetria High time resolution spectrometer Classe Large, lancio Ariane 5

Coinvolgimento italiano: PI polarimetro, sviluppo specchi e calorimetri, fortecoinvolgimento scientifico a partire dalla proposta XEUS (1997)

WFXTWFXT Parte della Astro2010 Decadal Review in USAalta prioritaalta priorita’’ negli studi negli studi ASI FS on HEA, INAF PLTASI FS on HEA, INAF PLTlancio > 2017 Telescopio X disegnato per survey:

Area di raccolta @1 keV: goal 1m2, req. 0.6m2

FOV: 1 deg2 diametro Risoluzione angolare: goal 5”, req. 10” Banda: 0.2-6 keV Classe media, lancio ATLAS V402

Coinvolgimento italiano: Disegno e possibile realizzazioneottiche, forte coinvolgimento scientifico.

EXISTEXIST Parte della Astro2010 Decadal Review in USA lancio > 2017 Camera a grande campo (90 deg) permonitor del cielo 5-600 keVarea di raccolta 10 volte Swift BAT Ripuntamento di sorgenti interessanti (GRB, transienti) con:

Telescopio IR Telescopio X (0.1-10 keV)

GRB GRB fino fino a z>7-10! Grazie a z>7-10! Grazie alle identificazioni alle identificazioni IRIR Survey Survey di tutto il cielo nei raggi di tutto il cielo nei raggi X X duri duri 30-50 30-50 volte piuvolte piu’’ profonda profonda

delle delle survey survey esistentiesistenti Coinvolgimento italianoCoinvolgimento italiano: : telescopio telescopio X, X, partecipazione allapartecipazione alla

camera camera di grande di grande campo,campo, forte forte coinvolgimento scientifico siacoinvolgimento scientifico siasui sui GRB (follow-up GRB (follow-up di di BeppoSAX e Swift) BeppoSAX e Swift) sia sulla sia sulla survey.survey.

HETIRT

SXI

S/C

ConclusioniConclusioni La La comunitacomunita’’ di astrofisica relativistica italiana e di astrofisica relativistica italiana e’’ una realta una realta’’

importanteimportante, , solidasolida, e , e riconosciuta riconosciuta a a livello internazionalelivello internazionale Ad Ad esempioesempio, circa 1/5 , circa 1/5 di tutto il di tutto il tempo tempo osservativo di satelliti osservativo di satelliti come XMM Chandracome XMM Chandra

e INTEGRAL ha un PI e INTEGRAL ha un PI italiano negli ultimi italiano negli ultimi 3 3 annianni.. LaLa produzione scientifica eproduzione scientifica e’’ di diassoluto rilievo sia numerico che qualitativoassoluto rilievo sia numerico che qualitativo, , ai primissimi postiai primissimi posti, , dopo dopo USA e UKUSA e UK

La La comunitacomunita’’ e e’’ cresciuta cresciuta ““sul sul campocampo”” attraverso attraverso le le esperienze dirette diesperienze dirette diBeppoSAX, XMM, INTEGRAL, Swift, Agile, FermiBeppoSAX, XMM, INTEGRAL, Swift, Agile, Fermi

Coinvolge Coinvolge circa 400 circa 400 tra ricercatoritra ricercatori, , tecnici tecnici e post doc in INAF, INFN, e post doc in INAF, INFN, UniversitaUniversita’’ Forte Forte supporto da supporto da ASI, ASI, incluso incluso ASI ASDC (ASI ASDC (fondato fondato come BeppoSAX SDC)come BeppoSAX SDC)

La La comunitacomunita’’ ha ha grandi capacitagrandi capacita’’ progettuali progettuali Identificato Identificato i topics i topics scientifici principali che saranno scientifici principali che saranno la la frontiera della ricerca neifrontiera della ricerca nei

prossimi anniprossimi anni Sviluppato Sviluppato le le tecnologie principali necessarie tecnologie principali necessarie per per affrontare questi affrontare questi topicstopics Individuato Individuato i i profili di missione piuprofili di missione piu’’ promettenti promettenti,, sia sia per per missioni missioni a a guida italianaguida italiana,,

che che a a livello di partecipazione qualificata livello di partecipazione qualificata (PI (PI di strumentidi strumenti) a ) a missioni complessemissioni complesseinternazionali internazionali (ESA/NASA). (ESA/NASA). Ordine di grandezza Ordine di grandezza del del costo costo per ASI: per ASI: tra tra 50 e 13050 e 130Meuro/missioneMeuro/missione..

Indicato prioritaIndicato priorita’’, , tenendo conto tenendo conto del del contesto internazionalecontesto internazionale: : molto difficilmentemolto difficilmentepiupiu’’ di una delle proposte di una delle proposte CV & Decadal review (IXO, EXIST, WFXT, XENIA)CV & Decadal review (IXO, EXIST, WFXT, XENIA)sarasara’’ approvata approvata

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