LSST è un ambizioso progetto tecnologico che attualmente impegna la comunità scientifica e sarà pienamente operativo nel prossimo decennio. Il telescopio sarà in grado di osservare l’intero cielo sud ogni tre notti, in più bande fotometriche, per dieci anni. Al termine dei dieci anni di attività, si prevede che la mappa del cielo costruita con i dati raccolti sarà la più accurata e profonda disponibile per oltre la metà del cielo: la mappatura sarà non solo nello spazio, ma anche “temporale” per gli oggetti transienti. Il telescopio, in costruzione sul Cerro Pachon nel nord del Cile, ha uno specchio primario di circa 8.5 metri ed sarà dotato di un rivelatore per immagini in grado di osservare un’area di circa 50 volte le dimensioni della Luna con una singola immagine.

I ricercatori dell’INAF-OAAb partecipano a diversi progetti scientifici in programma con LSST.

 

Luminous and Dark Matter in galaxies: distances and scaling relations from the local Universe to z~1.5

Il progetto è dedicato a derivare distanze di migliaia di galassie fino a 100 Mpc ed oltre, applicando il metodo delle fluttuazioni della luminosità superficiale (SBF). Il progetto scientifico è guidato da ricercatori dell’OAAb che coordinano un team di scienziati italiani e stranieri.

ll progetto è di per sé molto impegnativo, poiché la misurazione delle fluttuazioni di brillanza superficiale nelle galassie, ad oggi, viene effettuata su singoli oggetti, con una procedura che richiede lunghi tempi di calcolo-analisi e procedure elaborate. Il telescopio LSST con la sua strumentazione fornirà dati per migliaia o forse milioni di galassie in cui il segnale SBF potrebbe essere rilevato, quindi oltre agli obiettivi prettamente scientifici, grande impegno è dedicato ad approntare le procedure semi-automatiche che permetteranno di elaborare i dati con il minimo intervento manuale possibile.

Il risultato scientifico primario sarà la costruzione della mappa 3D del cielo meridionale più accurata mai ottenuta.

 

Studio delle contro-parti EM delle sorgenti di onde gravitazionali

LSST è un telescopio ideale per la ricerca delle contro-parti elettromagnetiche (EM) degli eventi di onde gravitazionali (GW), grazie all’esteso campo di vista (9.6 gradi quadrati), ad una ricorrente mappatura del cielo sino a basse luminosità, ovvero sino a rivelare con precisione sorgenti molto deboli (magnitudine in banda r > 24.5mag). Inoltre, la produzione di cataloghi con i dati di milioni di galassie costituirà una base scientifica fondamentale per il processo di identificazione e di selezione dei candidati e/o falsi-candidati per le controparti EM. LSST osserverà in bande fotometriche che coprono l’intervallo di lunghezze d’onda da 0.3 a 1.1μm (u,g,r,i,z,y), con circa 1000 visite in 10 anni e puntamenti sulle stesse coordinate celesti ogni 3 notti. Si stima, ad esempio, che per completare la mappatura dell’area dell’evento GW170817, anche in condizioni non ottimizzate, il telescopio LSST avrebbe impiegato meno di 20 puntamenti per raggiungere r=24.5 mag.

La scoperta del primo evento di coalescenza di due stelle di neutroni (NS+NS), GW170817, ha inaugurato lo studio delle kilonovae. Per esplorare appieno questi fenomeni è necessario incrementare il numero di oggetti osservati per poterne capire i diversi comportamenti e, in ultimo, fornire indizi più stringenti sul valore della costante di Hubble. Quando entrerà in funzione LSST, i rivelatori di GW saranno pienamente operativi (si prevede l’operatività del rivelatore giapponese KAGRA e probabilmente anche l’istallazione di LIGO in India), che ridurranno ulteriormente l’area di ricerca delle sorgenti.  Inoltre, il tasso di eventi di tipo NS+NS sarà più elevato (si prevedono ∼10 eventi per anno), sino a distanze pari a qualche centinaio di Mpc.