L'astronomia, scienza delle immagini per eccellenza, le utilizza per visualizzare e studiare gli oggetti celesti. Fotografare una sorgente nei raggi X o nelle onde radio è però un’operazione piuttosto complessa e non convenzionale: in questo corso capiremo cosa serve per “scattare foto" usando una radiazione elettromagnetica diversa da quella visibile e come utilizzare queste immagini nella ricerca astrofisica. Vedremo anche come ricavare un’immagine della nostra galassia, la Via Lattea, mediante la misura della sua curva di rotazione e mappandone la struttura a spirale attraverso lo studio della concentrazione di idrogeno galattico, l’elemento più abbondante presente nell’Universo. Il tutto in un mix di letture divulgative, specialistiche ed esperienze pratiche sul campo, da riproporre tra i banchi di scuola.

Modica 2016

Venerdì 14 Luglio

15:00   Apertura Segreteria

Benvenuto e registrazione dei partecipanti Presentazione della Scuola Estiva UAI e dei corsisti

Mod.1 Introduzione al problema dell’imaging radio 16:00 Lecture #01

Titolo: L'immagine è tutto. Pietro Cassaro, INAF – Istituto di Radioastronomia

Abstract: Quanto è importante visualizzare un problema? Nella vita di tutti i giorni, quando ci sembra di non essere compresi, usiamo ironicamente la frase "Ti faccio un disegno?". In effetti, un disegno, un grafico, una foto, un'immagine di qualunque tipo da più spiegazioni alla nostra mente di qualunque ragionamento. La mente umana rende per immagini persino il pensiero astratto. L'astronomia, scienza dell'immagine per eccellenza, usa le immagini per visualizzare gli oggetti celesti in studio. Ma quando vogliamo "fotografare" una sorgente nei raggi X o nelle onde radio? Diamo uno sguardo a cosa serve per fare delle "foto" usando radiazione elettromagnetica diversa da quella visibile e per utilizzare queste immagini nella ricerca astrofisica.

19:00 Discussione ed autovalutazione 20:00 Chiusura dei lavori

Sabato 15 Luglio

09:00 Apertura della segreteria Introduzione ai lavori della giornata

Mod.2 Approfondimenti teorici 09:30 Lecture #02

Titolo: Misure al radiotelescopio. Salvo Pluchino, INAF, IARA, SdR Radioastronomia UAI

Abstract: Un radiotelescopio è un’antenna più o meno grande puntata verso il cielo. Con questo strumento è possibile eseguire diversi tipi di misure della radiazione elettromagnetica radio. Vedremo in che modi un radiotelescopio può ottenere misure utili allo studio dei fenomeni celesti, soffermandoci in particolare sulle modalità utili alle esperienze del presente corso.

10:15 Lecture #03

Titolo: Dite “CI…SA”. Pietro Cassaro, INAF – Istituto di Radioastronomia

Abstract: Creare immagini nelle onde radio è più complicato che scattare una foto. Esamineremo le tecniche utilizzate per ottenere delle immagini con queste onde elettromagnetiche con la più alta risoluzione attualmente raggiungibile con uno strumento astronomico.

11:00   Lecture #04

Titolo: Mappa Radio della Via Lattea a 1420 MHz. Mario Sandri, IARA, SdR Radioastronomia UAI

Abstract: Osservando un cielo limpido in una notte buia è possibile discernere una scia luminosa che attraversa il cielo. Osservando con un binocolo o con un piccolo telescopio si può scoprire, come ha fatto Galileo nel 1609, che questa scia è formata da una miriade di stelle. Questo è ciò che già gli antichi chiamavano Via Lattea, cioè la nostra Galassia come ci appare vista dalla Terra.

Gli obiettivi di questa esperienza sono quelli di ricavare la curva di rotazione della Via Lattea, di mappare la struttura a spirale della Galassia stessa e di determinare la massa integrale, cioè la massa contenuta in gusci concentrici, in particolare in corrispondenza del Sole attraverso lo studio della concentrazione di idrogeno galattico, elemento più abbondante presente nell’universo e dislocato sui bracci delle galassie a spirale. L’intervento sarà incentrato sull’introduzione del problema da un punto di vista astronomico, la spiegazione del fenomeno da un punto di vista fisico in tutti i suoi aspetti e la formulazione matematica del problema.

12:30 Discussione ed autovalutazione

13:30 Laboratory #01 – Laboratorio preparatorio all’esperimento di mapping della Via Lattea Abstract: Durante questo laboratorio verranno introdotti gli strumenti informatici necessari allo svolgimento dell’esperimento, per il controllo remoto degli strumenti e dell’acquisizione dei dati e per la loro post-elaborazione. I corsisti sono invitati a portare un proprio computer da poter collegare alla rete locale.

Mod.3 Osservazioni con strumenti didattici e analisi dei dati

15:30 Laboratory #02 – Esperimento di mapping della Via Lattea con un radiotelescopio didattico

Titolo: Mappa Radio della Via Lattea a 1420 MHz. Mario Sandri, IARA, SdR Radioastronomia UAI

Abstract: Durante la sessione laboratoriale pomeridiana introdurremo al funzionamento del radiotelescopio remoto che verrà utilizzato. Poi si procederà con l’acquisizione di un numero significativo di spettri radio, l’ analisi dei dati e le conclusioni. I corsisti potranno utilizzare i loro computer portatili per prendere parte attivamente alle varie fasi dell’esperimento. In particolare attraverso una serie di operazioni matematiche si determineranno le distanze delle nubi di idrogeno dislocate lungo le braccia a spirale della Via Lattea. Tramite la distanza sarà possibile tracciare la cosiddetta curva di rotazione della Galassia, che mette in relazione la velocità di rotazione delle nubi con la distanza dal centro galattico. Inoltre i valori di velocità-distanza verranno utilizzati per rappresentare la struttura della Galassia. Infine dalla conoscenza della curva di rotazione sarà possibile derivare la massa della Galassia entro un raggio qualsiasi, la cosiddetta massa integrale. In aggiunta verranno calcolate le Costanti di Oort che spiegano la dinamica della Galassia in prossimità del Sole.

20:00   Discussione ed autovalutazione

21:00   Chiusura dei lavori

Domenica 16 Luglio

Mod.4 Osservazioni al radiotelescopio ed analisi dei dati

09:00   Laboratory #03– Esperimento di mapping di una sorgente con il radiotelescopio di Noto Titolo: Mettiamoci le mani. Pietro Cassaro, INAF – Istituto di Radioastronomia Abstract: Vediamo un radiotelescopio in azione. Come prepariamo una schedula di osservazione per una singola antenna, come la eseguiamo per ottenere i dati, come si elaborano i dati e si ottiene una immagine.

13:00   Discussione ed autovalutazione

14:00  Questionari di valutazione

15:00   Conclusioni: Tavola rotonda con discussione finale

17:00   Chiusura della scuola