Introduzione

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 dalla metà del 2005) dove risiedono il laboratorio X-ray Astronomy Calibration and Testing (XACT) Facility, il Sistema di Calcolo per l'Astrofisica Numerica (SCAN), e la costituenda Light Irradiation Facility for Exobiology, LIFE. Inoltre, essi ospitano un laboratorio di criogenia con annessa camera pulita, e un parco di macchine di officina. Questi locali distaccati si trovano nell'area del plesso universiario di via Archirafi, e sono stati affittati nell'ambito del programma per la realizzazione di una sede INAF a Palermo.

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. 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 dal PON-MIUR per un triennio (a partire dal 1.1.2006) al consorzio siciliano COMETA, di cui INAF è membro ed opera attraverso le sue 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 (2 attivi, 1 chiuso nel corso del 2008) e dei programmi nazionali di INAF (2 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 e nella gestione di programmi nazionali di AstroFisica Spaziale;
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 e/o di studio di future missioni spaziali (vedi Sez.  e ).

Ulteriori attività in corso hanno un forte contenuto di tecnologia informatica e alcune di queste includono la realizzazione o il potenziamento di grandi infrastrutture per il calcolo numerico massiccio; in quest'ambito va segnalata la partecipazione di OAPA alle attività del progetto PON PI2S2 finanziato dal consorzio COMETA (vedi Sez. ). Tale attivitá ha capitalizzato sulla pregressa esperienza nel campo, e nel corso del triennio 2006-2008 ha permesso di far crescere un capitale umano altamente qualificato. È di rilievo che alcune linee strategiche nello sviluppo del progetto PI2S2 fortemente spinte dai ricercatori e/o associati INAF operanti in Sicilia, e specificatamente il supporto ai codici utilizzanti MPI all'interno della GRID, siano state recentemente identificate come linee di sviluppo prioritario dallo EGEE (Enabling GRID for E-sciencE) board. EGEE é un progetto finanziato dalla EU per lo sviluppo della tecnologia GRID e per la realizzazione di una infrastruttura GRID disponibile con continuità ai ricercatori europei.

Utilizzando in modo mirato parte delle risorse della ricerca di base è stato avviato un programma di astrobiologia sperimentale che é stato finanziato nel 2007 a valere sui fondi del bando PRIN-INAF 2006. Il programma di astrobiologia sperimentale prevede la realizzazione di un apparato sperimentale per la sintesi di materiale prebiotico in condizioni di 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 é continuata nel corso del 2008 utilizzando (modeste) risorse a valere sui fondi della ricerca di base e ottenute dalla Regione Sicilia (vedi Sez. ).

Per quanto riguarda infine l'attività di ricerca direttamente legata all'analisi e interpretazione di osservazioni in raggi X e nell'ottico, va ricordato:

• la collaborazione con ricercatori della High-Energy Astrophysics Division presso il Center for Astrophysics (CfA) di Cambridge (MA, USA), lo Space Research Institute di Utrecht, l'X-ray group presso la Penn State University, la RSSD di ESA-ESTEC, il Paul Scherren Institut di Zurigo, l'Observatoire de Grenoble, l'Hamburger Sternwarte, lo Spitzer Center a IPAC-Caltech, etc. Va rimarcato come ricercatori dell'Osservatorio siano stati e siano presenti in svariati Key/Large projects internazionali di Astronomia X finora approvati nel campo della formazione e prime fasi evolutive delle stelle. Limitandoci a quelli correntemente attivi ricordiamo:
  1. il ``Deep Rho Ophiuchi X-ray Observation'' (DROXO, 500 ksec), per osservazioni congiunte ottiche (ESO) e in raggi X (XMM-Newton) di una regione di formazione stellare nell'intorno di $\rho$ Oph; a questo progetto, guidato da S. Sciortino, partecipa un numeroso gruppo di ricercatori europei, con una cospicua presenza di ricercatori INAF;
  2. il joint Chandra/Spitzer Deep Survey di NGC 1893 (450 ksec, PI: G. Micela) che mira a ricavare la IMF di un ammasso giovane formatosi nelle regioni esterne della Galassia in modo da verificare l'effetto delle condizioni ``ambientali'' sulla formazione stellare e la risultante IMF;
  3. lo Orion-A XMM-Newton survey approvato nel Dicembre 2006 (350 ksec, PI: S. Wolk) che utilizzando congiuntamente dati X e di Spitzer mira ad identificare e studiare un campione completo di stelle giovani in Orion A e ricavare vincoli sulla storia ed i meccanismi di formazione stellare;
  4. l'osservazione con XMM-Newton (360 ksec, PI: T. Montmerle) della stella T Tauri classica V4046 Sgr, il cui obiettivo è studiare l'accrescimento magnetosferico, misurando lo spettro X prodotto dal materiale riscaldato nello shock da accrescimento;
  5. il survey della regione di Cygnus OB-2 recentemente approvato per 1 Msec dal TAC di Chandra ad una collaborazione internazionale guidata da J. Drake con una forte partecipazione da parte di OAPA.
• Va inoltre ricordata la partecipazione a Key/Large projects mirati allo studio di SNR:
  1. il progetto ``Energy partition in SN1006: thermal gas, relativistic particles and magnetic fields'', approvato come Large Project della missione per l'astronomia X XMM-Newton, per lo studio dei fenomeni di accelerazione dei raggi cosmici nei resti di supernova, guidato da A. Decourchelle (Saclay, Francia);
  2. il progetto ``Crushing of a Pulsar Wind Nebula (PWN)'', anch'esso approvato come Large Project della missione per l'astronomia X XMM-Newton, per lo studio delle interazioni fra PWN e shell circostanti, con particolare riferimento alla connessione fra emissione gamma e X; il progetto è guidato da P. Slane (Cfa, USA).
• i programmi di spettroscopia ottica ad alta risoluzione di regioni di formazione stellare e ammassi aperti, cui collaborano ricercatori di ESO, dell'Istituto di Astrofisica delle Canarie, del Centro Galileo Galilei, del Center for Astrophysics, dell'Università del Maryland, dell'Osservatorio Astrofisico di Arcetri, dell'Osservatorio Astronomico di Bologna, dell'Osservatorio Astronomico di Padova e dell'Osservatorio Astronomico di Trieste.
• il programma quadriennale 2006-2009 per 2 borse di studio Marie Curie, PHOENIX, per il quale la prima borsista (Dr. Tatiana Yelenina) ha iniziato la sua attività nel marzo 2007 e la seconda borsista, Rachel Curran, é stata selezionata alla fine del 2007.
• La partecipazione alla RTN ``Constellation'' della UE che vede la partecipazione di ricercatori dell'Osservatorio di Palermo e dell'Osservatorio di Arcetri (Resp. Scientifico G. Micela) e le cui attività quadrennali sono iniziate nel Dicembre 2006 e nel cui ambito Ella Hopewell nell'ottobre 2007 ha iniziato ad usufruire di una borsa biennale.

In relazione ai programmi di GO nel campo dell'astrofisica delle alte energie, ed in particolare ai Key/Large programs, va sottolineato il forte allarme che deriva dal persistente blocco negli attesi finanziamenti da parte di ASI per i programmi di GO. Si tratta di finanziamenti essenziali per questo tipo di attività e per i quali si è accumulato un ritardo di oltre un anno sull'attivazione del relativo contratto da parte di ASI.

Il personale afferente all'OAPA (vedi Sez. ) è composto da 1 Astronomo Ordinario, 3 Astronomi Associati e 8 Ricercatori Astronomi. Inoltre, nel 2008 ne hanno fatto parte anche tre ricercatori a tempo determinato, tramite borse di studio biennali Marie Curie (UE), e all'attività di ricerca scientifica della struttura hanno partecipano 6 assegnisti, di cui 5 su fondi di ricerca dell'Osservatorio, e 5 dottorandi di cui 3 con borsa di studio coperta da fondi di ricerca dell'Osservatorio.

Alla sezione di Astronomia del Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche afferiscono un professore ordinario, due professori associati e due ricercatori (vedi elenco nella Sez. ). Alcuni ricercatori dell'Osservatorio hanno preso parte alla attività didattica di alcuni corsi universitari ed hanno svolto la funzione di supervisore di tirocinii per allievi del Corso di Laurea in Fisica (vedi Sez. ).

I docenti della sezione di Astronomia del Dipartimento, insieme al personale dell'Osservatorio Astronomico, partecipano alle attività del Dottorato di Ricerca in Fisica. In particolare nel 2005 è stata attivata, a seguito di stipula, a cura del Direttore dell'Osservatorio, di formale convenzione con l'Università 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 è 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 e quindi la partecipazione della Dott. Micela si concluderà alla fine del 2008.

L'OAPA conta 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 a TD) per servizi di amministrazione, 2 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 2008, 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 unità di personale hanno collaborato in modo più episodico al programma di diffusione della cultura scientifica sulla base di specifici finanziamenti del MIUR e di altre realtà locali.

Questo documento descrive le attività di ricerca e lo sviluppo delle strutture dell'OAPA durante il 2008, ed è suddiviso nelle seguenti parti: I) Astrofisica osservativa, II) Ricerca e sviluppo tecnologico e studi di missioni spaziali, III) Calcolo Numerico Massiccio ed elaborazione dati, IV) Altre attività: Storia dell'astronomia, Biblioteca antica e archivio storico, Divulgazione e Didattica, Alta formazione e rapporti con l'Università, Seminari, convegni e visitatori. La parte V è dedicata alla bibliografia, e la parte VI al personale e al suo ruolo nel contesto nazionale ed internazionale. 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 ulteriore triennio nel corso del 2008.