Una nuova generazione di dottorandi dell’Università di Palermo studia e utilizza strumenti all’avanguardia per fare ricerca di punta, uno tra tutti il Wide-field Mufara Telescope del GAL Hassin

Nell’ambito dell’iniziativa NExtGenerationEU, nell’ottobre 2024, la Fondazione GAL Hassin ha stipulato una convenzione con l’Università degli Studi di Palermo garantendo il cofinanziamento di una borsa di studio per il corso di Dottorato di Ricerca in Scienze Fisiche e Chimiche, 40° ciclo, anno accademico 2024/205. Il vincitore della borsa, Giuseppe Milazzo, in questi mesi sta sviluppando il suo lavoro al GAL Hassin con un progetto estremamente ambizioso da un punto di vista astrofisico, utilizzando il telescopio a grande campo di 1 metro di diametro su Monte Mufara, il Wide-field Mufara Telescope (WMT), e il 40 centimetri, sempre a grande campo, a Isnello, il Galhassin Robotic Telescope (GRT).

26 anni, originario di Caltagirone, Giuseppe Milazzo è uno studente che ha vinto due concorsi di dottorato di ricerca scegliendo poi quello di Palermo perché offriva un’occasione unica: “L’esperienza di un dottorando in media non si spinge oltre all’esperienza scientifica: la parte osservativa e, quindi l’esperienza di utilizzo di uno strumento come un telescopio, non è affatto parte integrante del percorso di studi” spiega Giuseppe Milazzo. “La mia borsa è particolare, perché un dottorando in generale ottiene i dati ma non fa mai esperienza di campagne osservative come, invece, posso fare io al GAL Hassin con il WMT e il GRT”.

Il suo lavoro di tesi, Feasibility Analysis of accretion studies in young stars with the GAL Hassin telescopes, ha come supervisori Giuseppina Micela, Mario Guarcello e Victor Almendros Abad dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Palermo, e Alessandro Nastasi come tutor referente della Fondazione GAL Hassin.

Un lavoro estremamente articolato che prevede lo studio di tre ambienti differenti in cui si formano le stelle e come gli ambienti influenzano il processo di formazione stellare. In particolare, Alessandro Nastasi e Giuseppe Milazzo si sono focalizzati sul monitoraggio di una stella appena formata, la cui età è ancora molto dibattuta: pare sia dell’ordine di 1 milione di anni, forse meno, immersa nel disco protoplanetario, dove ci si aspetta che, nel corso del tempo, si andranno via via a formare i protoplanetesimi e, da qui, i pianeti.  Il disco protoplanetario con la stella al centro si trova all’interno di una vasta nube molecolare di gas idrogeno, che rappresenta il combustibile delle stelle.

“Tenendo conto delle caratteristiche tecniche del WMT, abbiamo deciso di osservare un ambiente di formazione stellare ben visibile e relativamente vicino alla Terra, in Orione” racconta Alessandro Nastasi. Lo studio di questi dischi ha subito un notevole incremento grazie ai recenti sviluppi nel campo delle osservazioni compiute nell’interferometria radio perché è possibile “attraversare la polvere” e andare laddove si trova la “culla stellare”: ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) Observatory in Cile, un interfermometro a 5000 metri di quota, ha rivoluzionato il nostro modo di conoscere queste strutture e di rivelare fenomeni mai osservati prima.

Con la fotometria e con il WMT, ci sia spetta di osservare il fenomeno dell’accrescimento stellare causato dalla polvere che cade sulla stella. Per verificare e stimare questo accrescimento, ci si aspetta di osservare dei burst, ossia delle variazioni di luminosità legate alla caduta di materiale sulla stella giovanissima. Sono fenomeni che si possono monitorare su tempi scala lunghi, di alcuni mesi. Invece, l’osservazione su breve periodo della stella permetterà di calcolare il periodo di rotazione, analizzando la presenza di macchie solari sulla sua superficie. Trattandosi di una stella di piccola massa, il periodo di rotazione dovrebbe essere dell’ordine dei 4-5 giorni.

Non è possibile comprendere la rotazione di una stella se non vi è una variazione di luminosità superficiale perché, nel caso di una sfera uniforme, la rotazione produrrebbe graficamente una curva piatta. Assumendo che questo tipo di stelle abbia un alto tasso di formazione di macchie e che queste macchie ruotino con la stella, ci si aspetta un calo di luminosità. In questo modo si riesce a stimare il periodo di rotazione della stella. Le osservazioni sono in corso in queste sere e continueranno per le prossime settimane.

Per analizzare, in generale, dati fotometrici e i dati raccolti da queste osservazioni in particolare, si possono usare vari software. “Stiamo confrontando due software, uno che utilizziamo di solito anche per lo studio di asteroidi e di stelle variabili e uno che viene utilizzato soprattutto per lo studio di pianeti extrasolari, ossia durante la fase di transito di un pianeta davanti alla stella madre che comporta un calo debolissimo della sua luce. Facendo un confronto con l’analisi delle stesse sorgenti prese negli stessi istanti con entrambi i software, il risultato permette di comprendere il tipo di performance di ognuno di essi” spiega Alessandro Nastasi. “Quello che è installato al WMT e al GRT è un software molto più performante, più intuitivo e veloce, un ottimo software anche per fare astrometria, ossia studio di determinazione delle orbite degli asteroidi in tempo reale. Per il GAL Hassin questo software si conferma essere non solo ottimo per l’astrometria ma anche per la fotometria e l’osservazione nelle regioni di formazione stellare che finora non avevamo ancora osservato”.

Il compito ulteriore di Giuseppe Milazzo nel suo periodo di dottorato sarà quello di fare una strutturazione ottimale del database del GAL Hassin, ossia creare un’interfaccia (o layer che si interfacci) con il database dei dati ottenuti da tutte le osservazioni fatte nel corso degli anni sia con il GRT che con il WMT in modo tale che si possa risalire rapidamente a tutte le osservazioni compiute in una data regione del cielo con i differenti filtri utilizzati. E questo consente di mettere ordine nel database del GAL Hassin, di creare un “archivio di dati storici” a disposizione per ottimizzare le future osservazioni in occasioni di riscoperte di oggetti che sono già stati osservati in passato. Nel caso delle recovery degli asteroidi un database di questo tipo permette di recuperare immagini e ricreare l’orbita dell’oggetto rapidamente.

Il lavoro che sta facendo Giuseppe Milazzo sarà utilissimo al GAL Hassin e anche alla sua stessa formazione. “L’esperienza al GAL Hassin mi permette di ampliare le mie competenze e di non limitarmi solamente al topic scientifico – racconta il dottorando – ma anche di considerare aspetti tecnologici, utilizzo e manualità di strumenti all’avanguardia come è il WMT, un gioiello di tecnologia nel cuore delle Madonie, e anche di utilizzare e confrontare nuovi software. Un’esperienza unica e formativa sotto molti aspetti”.

Per la prima volta, il team del GAL Hassin sta dando un contributo importante alle osservazioni di una regione di formazione stellare con interessanti peculiarità.
Una grande sfida per gli studenti fortemente motivati che permetteranno di studiare e di far conoscere un universo molto diverso da quello che conosciamo oggi.

Immagine del banner: Rappresentazione artistica di un disco protoplanetario in formazione. Crediti e copyright: Goddard Space Flight Center della NASA, the Advanced Visualization Laboratory at the National Center for Supercomputing Applications, A. Boley, A. Kritsuk e M. Norman