L'Osservatorio Astronomico di Palermo (OAPA) è una delle strutture di ricerca dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) ed opera in collegamento con l'Università di Palermo attraverso la sezione di Astronomia del Dipartimento di Science Fisiche ed Astronomiche (Dip.S.F.A.).
Una convenzione tra Osservatorio ed Università di Palermo consente all'OAPA di usufruire dei locali della sede storica situata nel Palazzo dei Normanni, e garantisce una razionale utilizzazione delle risorse e del personale dei due Enti. Oltre che nella sede centrale, l'OAPA svolge attività di ricerca anche presso locali distaccati (in affitto) dove risiedono il laboratorio X-ray Astronomy Calibration and Testing (XACT) Facility, il Sistema di Calcolo per l'Astrofisica Numerica (SCAN), e il costituendo Laboratorio per Astrobiologia Sperimentale (LEAB).
Nel corso del 2005, a seguito di una decisione del CdA dell'INAF nell'ambito del programma per la realizzazione di una sede INAF a Palermo, le facility e le attrezzature appena menzionate, incluso un parco di macchine di officina, sono stati trasferiti in una nuova sede, sita nell'area del plesso universitario di via Archirafi, e specificatamente a poche decine di metri dal Dip.S.F.A. dell'Università di Palermo. Lo spostamento è stato ultimato il 31.12.2005 e la piena funzionalità dei laboratori si è realizzata nel corso del 2006.
L'Osservatorio Astronomico di Palermo si caratterizza per la sua specifica vocazione nel campo dell'Astrofisica Spaziale che costituisce la linea portante delle ricerche ed attività in corso. Essa ha portato alla realizzazione della facility XACT per l'Astronomia nei raggi X, e al raggiungimento di una competenza riconosciuta internazionalmente nel campo dell'astrofisica solare e stellare, con specifica enfasi nel campo dell'emissione nei raggi X. Nel corso degli ultimi anni, il campo di interessi si è esteso, aprendo, anche grazie a uno specifico finanziamento per attrezzature di base concesso dalla Regione Sicilia, un filone di ricerca scientifico/tecnologica per lo sviluppo di strumentazione spettroscopica ottica per grandi telescopi. Il già forte interesse nel calcolo ad alte prestazioni, che ha origini lontane e per il quale sin dal 1999 sono stati ottenuti specifici finanziamenti da parte del MIUR, si è consolidato nel corso degli ultimi anni, sia tramite un recente finanziamento da parte della Regione Sicilia, che attraverso la partecipazione al progetto PI2S2 finanziato per un triennio dal 1.1.2006 dal PON-MIUR al consorzio siciliano COMETA, di cui INAF è membro ed opera attraverso le tre strutture di ricerca in Sicilia.
L'alto livello di qualificazione raggiunto è testimoniato dal fatto che i) nel condurre le proprie attività i ricercatori dell'Osservatorio di Palermo, nel corso del passato quinquennio, hanno attirato, attraverso risposte a bandi competitivi, risorse finanziarie da parte dell'ASI, della Regione Sicilia, dei programmi nazionali di co-finanziamento del MIUR (3 chiusi nel 2006), dei programmi MIUR di Alta Formazione e Ricerca (1 chiuso nel 2007), dei programmi MIUR-PON (2 chiusi nel corso del 2006), dei programmi finanziati dalla UE (3 attivi) e dei programmi nazionali di INAF (3 al momento attivi). Nel complesso questi finanziamenti hanno significativamente superato la somma delle risorse FFO e Ricerca di Base; ii) ricercatori dell'Osservatorio sono responsabili nazionali di programmi dell'INAF e hanno un ruolo non marginale nella preparazione di documenti programmatici di rilievo per l'INAF, come quello relativo all'Astrofisica delle Alte Energie; iii) ricercatori dall'Osservatorio sono coinvolti in comitati e programmi internazionali (ESO, ESA, NASA) e in una estesa rete di collaborazioni con qualificati centri di ricerca in Italia e all'estero.
Gli assi portanti dell'attività di ricerca scientifica dell'Osservatorio vertono intorno a studi della Fisica dell'atmosfera del Sole e delle stelle di tipo solare, della formazione ed evoluzione delle stelle lungo la loro traccia evolutiva, dei sistemi stellari e planetari giovani e delle loro popolazioni nella Galassia. A queste linee di ricerca, che utilizzano osservazioni sia nei raggi X che ottiche e infrarosse, si aggiungono studi multi-banda di resti di supernove e loro interazione con l'ambiente circostante, e un'attività di recente sviluppo nel campo dell'Astrobiologia sperimentale che - capitalizzando sul know-how scientifico e tecnologico delle altre linee di ricerca attive da maggior tempo - mira a studiare gli effetti della radiazione X (stellare) sui composti all'origine della vita. Il complesso di queste ricerche costituisce l'elemento di propulsione dell'attività dell'Osservatorio e, allo stesso tempo, l'elemento trainante delle attività a più spiccata connotazione tecnologica.
Per quanto riguarda l'attività di ricerca tecnologica nell'ambito dell'astronomia nei raggi X svolta nel 2007, sono da segnalare:
Tali programmi coinvolgono la comunità nazionale con ricercatori a Milano, Bologna, Roma, Palermo, ecc., comunità che opera nell'ambito di grosse collaborazioni internazionali. Ricercatori dell'Osservatorio sono membri del gruppo di lavoro scientifico per lo studio di fase A/fase B di Symbol-X. Per quanto riguarda le missioni proposte per la Cosmic Vision di ESA, ricercatori di OAPA hanno partecipato allo studio sia di una missione di classe M, denominata EDGE, che ha visto la partecipazione di italiani, olandesi, inglesi e giapponesi, sia di una missione congiunta ESA-JAXA di classe L, denominata XEUS, che vede partecipe una grossa collaborazione di ricercatori europei e che é stata selezionata per successivi studi da parte di ESA. In paticolare, un ricercatore di OAPA é stato nominato da ESA membro del gruppo di lavoro per la missione XEUS.
Nel corso del 2007 per Simbol-X si é utilizzato un piccolo finanziamento seminale nell'ambito del PRIN-INAF e fondi da un contratto ASI-INAF sotto la responsabilità scientifica di E. Costa. Fondi da questo stesso contratto hanno anche finanziato le attivitá per le idee di missione EDGE e XEUS presentate alla selezione del Cosmic Vision di ESA e per il seguito delle attivitá connesse ai successivi studi di queste missioni.
Per quanto riguarda le attività eminentemente sperimentali, che avevano molto sofferto nel corso del 2006 a causa del trasferimento nei nuovi locali, esse hanno ripreso con vigore. Nei primi mesi del 2007 si é concluso un intervento che, sfruttando l'opportunità offerta dal programma di innovazione tecnologica PRISMA, ha permesso di collegarsi con una piccola impresa dell'area di Palermo che ha sviluppato e messo a punto, utilizzando e potenziando la XACT, un innovativo sistema per alto vuoto basato su pompe turbomolecolari che permette di ridurre a zero la contaminazione da fumi di oli e di abbattere enormemente i disturbi meccanico-acustici introdotti dal precedente, ormai obsoleto, sistema di alto vuoto basato su pompe criogeniche. La XACT facility nella sua nuova configurazione é stata utilizzata nel corso del 2007 da un gruppo di ricercatori cinesi per condurre un programma di calibrazione dello strumento LOXIA della missione CHANG'E-1, e da un gruppo di ricercatori polacchi per un programma di calibrazione dello strumento SPHINX della missione CORONAS.
Lo sviluppo e la realizzazione di strumentazione ottica per grandi telescopi si integrano con analoghe attività presso altre strutture dell'INAF (Milano, Padova, Trieste, Bologna, Arcetri, Roma, Napoli, Catania), costituendo una rete di cooperazione nazionale in questo campo, con particolare riferimento alla strumentazione per il TNG, il VLT e l'LBT. Tale attività è iniziata con la partecipazione alla realizzazione dello spettrografo SARG per il Telescopio Nazionale Galileo (TNG), è proseguita con la partecipazione alla realizzazione dello spettrografo FLAMES per l'unità UT2 del Very Large Telescope (VLT) di ESO, oggi si concretizza con lo strumento VLT di seconda generazione X-SHOOTER (spettrografo ad alta efficienza su ampia banda spettrale).Tale realizzazione è resa possibile principalmente tramite finanziamenti da parte del Dip. Progetto dell'INAF. Il progetto X-SHOOTER è svolto in collaborazione con l'Osservatorio Astronomico di Brera, l'Osservatorio Astronomico di Trieste, l'Osservatorio Astrofisico di Catania, insieme a le Università di Copenhagen e di Amsterdam, l'Istituto olandese ASTRON e l'Osservatoire de Paris-Meudon facenti parte di un Consorzio europeo guidato dall'ESO. Il PI italiano è R. Pallavicini.
Ulteriori attività in corso hanno un forte contenuto di tecnologia informatica e alcune di queste includono la realizzazione o il potenziamento di grandi infrastrutture.
Il progetto PI2S2 del consorzio siciliano COMETA (COnsorzio Multi-Ente per la promozione e l'adozione di Tecnologie di calcolo Avanzate), approvato dal MIUR nel corso del 2005 nell'ambito del Programma Operativo Nazionale ``Ricerca, Alta Formazione e Sviluppo Tecnologico'' per un ammontare di circa 11.3 milioni di euro, prevede l'implementazione e lo sviluppo di una e-infrastruttura in Sicilia basata sul paradigma della GRID e dedicata anche al calcolo ad alte prestazioni; a tale progetto l'INAF, attraverso le sue tre strutture di ricerca in Sicilia (Osservatorio Astronomico di Palermo, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica cosmica di Palermo, Osservatorio Astrofisico di Catania), partecipa come uno dei principali enti consorziati insieme all'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), alle Università di Catania, Palermo e Messina, ed in quota minore all'INGV e al consorzio SCIRE. Nell'ambito di tale progetto sono stati costituiti tre poli del consorzio a Messina, Catania e Palermo. Nel caso specifico di Palermo si é realizzato, presso locali messi a disposizione dal Dip. Di Scienze Fisiche ed Astronomiche dell'Università di Palermo, un polo congiunto per calcolo numerico intensivo che, dalla fine del 2007, vede operativo un grosso elaboratore con circa 500 CPU, capace sia di utilizzare le classiche applicazioni GRID debolmente parallele che applicazioni di calcolo numerico parallelo altamente intensivo. Le risorse messe a disposizione di OAPA dal progetto PI2S2 hanno permesso di attivare due contratti per attività di ricerca mirati allo sviluppo di modelli numerici nel campo dei processi connessi alla fase di formazione stellare ed all'evoluzione di resti di supernovae. Ovviamente tali attività capitalizzano sulla pregressa esperienza nell'utilizzo del CINECA e di un sistema per calcolo parallelo operante presso OAPA sin dal 2000 e completamente rinnovato nel primi mesi del 2005. Tale attività si collega al programma per il super-calcolo in Astrofisica, oggetto di uno specifico accordo fra l'INAF ed il CINECA, e ai programmi di super-calcolo presso altre sedi in Italia, oltre ad essere inserito in collaborazioni internazionali di prestigio come quella per lo sviluppo del codice FLASH presso la Chicago University nell'ambito della iniziativa ASCI del governo USA. In tale progetto OAPA ha portato la propria competenza nell'ambito dello sviluppo ed utilizzo di codici numerici per idrodinamica e magnetoidrodinamica in astrofisica. Si tratta di una competenza sviluppata utilizzando il sistema di calcolo parallelo di SCAN e che ha permesso, in stretta collaborazione con docenti universitari della Sez. di Astronomia del DSFA/UNIPA, di far crescere una "scuola" che vede oggi molti giovani ricercatori che utilizzano le metodiche del calcolo intensivo per modelli di strutture coronali, getti protostellari, evoluzione di resti di supernovae, etc.. Si tratta quindi di un'attività con ovvio impatto su un ampio ventaglio di attivitá di ricerca. Il programma PI2S2 approvato dal MIUR prevede una quota di cofinanziamento del 25%; a fronte di una quota INAF di 2 Meuro, il relativo cofinanziamento è stato coperto solo attraverso la rendicontazione di costi di personale strutturato INAF in servizio a Palermo e Catania.
Va infine ricordata l'attività di sviluppo, test e distribuzione alla comunità scientifica di nuovi software di rivelazione di sorgenti in immagini in raggi X di Chandra e XMM-Newton. E' da rimarcare come, nel campo delle rivelazioni di deboli sorgenti X in survey a grande area di copertura, ricercatori INAF di altre sedi operanti nell'ambito di grosse collaborazioni internazionali abbiamo chiesto la collaborazione di ricercatori di OAPA.
Utilizzando in modo mirato parte delle risorse della ricerca di base è stato avviato un programma di astrobiologia sperimentale per il quale è stato anche presentato un progetto di ricerca nell'ambito del bando 2006 dei PRIN-INAF. Tale progetto, che prevede lo studio degli effetti della radiazione X ed UV tipiche di stelle giovani di tipo solare su molecole prebiotiche, ha ricevuto un finanziamento INAF solo alla fine del 2006 e quindi di fatto utilizzato a partire dal 2007. Il programma di astrobiologia sperimentale prevede la realizzazione di un apparato sperimentale per la sintesi di materiale prebiotico in condizioni da ambiente proto-planetario. La sintesi di materiale prebiotico, in particolare di amino acidi, verrà indagata per irraggiamento di analoghi di ghiacci interstellari con radiazione X ed UV tipiche da ambiente planetario giovane. La realizzazione del necessario apparato sperimentale che era stata avviata utilizzando sia risorse della ricerca di base che modeste risorse aggiuntive ottenute dalla Regione Sicilia, nel corso del 2007 é continuata piú speditamente grazie ai fondi del PRIN-INAF (vedi Sect. 10).
Per quanto riguarda infine l'attività di ricerca direttamente legata all'analisi e interpretazione di osservazioni in raggi X e nell'ottico, va ricordato:
Il personale afferente all'OAPA (vedi parte VIII) è composto da 1 Astronomo Ordinario1, 3 Astronomi Associati e 8 Ricercatori Astronomi. Inoltre, nel 2007 ne hanno fatto parte anche cinque ricercatori a tempo determinato, tramite borse di studio biennali Marie Curie (UE) e all'attività di ricerca scientifica della struttura hanno partecipano 5 borsisti o assegnisti (L. Affer, M. Caramazza, L. Prisinzano, L. Scelsi, P. Siniscalchi).
Alla sezione di Astronomia del Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche afferiscono un professore ordinario, due professori associati e un ricercatore.
All'attività didattica di corsi universitari hanno preso parte anche il Dott. F. Damiani, il Dott. E. Flaccomio e il Dott. A. Maggio e il Dott. S. Orlando. I docenti della sezione di Astronomia del Dipartimento (vedi elenco nella parte IX), insieme al personale dell'Osservatorio Astronomico partecipa alle attività del Dottorato di Ricerca in Fisica. In particolare nel 2005 é stata attivata a seguito di stipula, a cura del Direttore dell'Osservatorio, di formale convenzione con l'Universitá di Palermo una borsa di dottorato finanziata dall'INAF per il XX ciclo di Dottorato di ricerca in Fisica, indirizzo AstroFisico, presso il Dip.S.F.A. Per effetto di tale convenzione la Dott.ssa G. Micela é stata nominata dal Direttore dell'Osservatorio come membro nel Collegio dei Docenti. Le note ristrettezze di bilancio dell'INAF hanno precluso l'ulteriore attivazione di borse di studio finanziate da INAF a partire dal 2006. Nel 2007 hanno svolto attività di ricerca presso l'OAPA 2 assegnisti di ricerca (C. Argiroffi, I. Pillitteri), 5 allievi del Dottorato di Ricerca in Fisica (L. Affer, S. Bonito, M. Caramazza, M. Guarcello, P. Pagano) e 2 laureandi che hanno conseguito nel 2007 la Laurea di primo livello in Fisica. Alle attivita' di ricerca partecipano anche due contrattisti (M. Miceli, G. Sacco) del Consorzio COMETA che operano nell'ambito del progetto PI2S2. Infine, nel 2007 sono stati svolti presso l'OAPA 8 tirocinii per allievi del Corso di Laurea in Fisica, per un totale di 1125 ore.
L'OAPA conta inoltre sul supporto di 3 unità di personale tecnico/scientifico, 3 unità per la gestione del sistema di calcolo, 6 unità (inclusa una con un contratto Co.Co.Co) per servizi di amministrazione,22 unità per la gestione della biblioteca, 1 unità per attività museali e divulgative e 4 unità per altri servizi generali e tecnici. Infine, per tutto il 2007, ha prestato servizio presso l'OAPA 1 unità di Personale per Lavori di Pubblica Utilità (L.P.U., tramite convenzione con la Provincia di Palermo) che ha fornito ausilio per l'apertura al pubblico del Museo della Specola e per altre attività culturali, divulgative e di supporto. Altre unitá di personale hanno collaborato in modo piú episodico al programma di diffusione della cultura scientifica sulla base di specifici finanziamnti del MIUR e di altre realtá locali.
Questo documento descrive le attività di ricerca e lo sviluppo delle strutture dell'OAPA durante il 2007, ed è suddiviso nelle seguenti parti: I) ricerca astronomica, II) ricerca tecnologica e sviluppo di strumentazione, III) storia dell'astronomia, IV) attività di diffusione della cultura astronomica, V) sistema di elaborazione numerica. La parte VI è dedicata alla bibliografia, la parte VII agli eventi organizzati dall'Osservatorio nel corso del 2007, e la parte VIII al personale.
Considerata la stretta osmosi fra le attività di tutto il personale coinvolto, indipendentemente dalla sua afferenza o meno all'Osservatorio Astronomico di Palermo, tutte le attività vengono presentate in un unico documento, ritenendo che questo sia in accordo con le linee guida dell'INAF, anche in considerazione del fatto che il personale scientifico universitario, la cui attività è illustrata in questo documento, sin dal 2002 ha avuto attribuito un incarico di ricerca gratuito nell'ambito dei programmi svolti in collaborazione con il personale dell'Osservatorio, contratto che è stato rinnovato per un triennio nel corso del 2005.