OSSERVATORIO ASTRONOMICO DI PALERMO GIUSEPPE S. VAIANA

Rapporto Annuale

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La Banca dati delle osservazioni Einstein e ROSAT

Lo studio della ricca fenomenologia che va sotto il nome di ``Attività Stellare'', oltre a quei pochi oggetti vicini molto luminosi per i quali osservazioni con elevata risoluzione spettrale ed elevato numero di fotoni permettono di investigare in dettaglio la fenomenologia, richiede l'uso di ampie basi di dati per ``rivelare'' andamenti sistematici che non possono, in generale, essere messi in evidenza dallo studio di un limitato numero di oggetti. Con questa specifica motivazione, il gruppo dell'Osservatorio di Palermo, in collaborazione con ricercatori dello Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ha realizzato una vasta banca dati stellari, residente presso l'Osservatorio Astronomico di Palermo, nata originariamente per contenere e gestire i risultati dell'analisi automatica di tutte le osservazioni nei raggi X ottenute con l'Imaging Proportional Counter (IPC) e lo High Resolution Imager (HRI) dell'osservatorio Einstein, e che è stata via-via arricchita da dati nell'ultravioletto (IUE) e da una serie di cataloghi, in massima parte stellari, disponibili in forma digitale. La disponibilità di questi dati organizzati in un database relazionale, permette di accedere a queste informazioni in modo estremamente efficiente, e ha permesso e permette di portare a termine indagini scientifiche altrimenti non realizzabili.

Ricercatori dell'Osservatorio Astronomico sono coinvolti sia come Investigatori Principali (PI) che come Co-Investigatori in un ampio programma di osservazioni puntate di ROSAT. L'esperienza maturata nell'analisi, gestione ed interpretazione dei dati stellari di Einstein, che ha condotto alla realizzazione di una banca dati dei risultati della analisi sistematica ed omogenea dei dati di questo osservatorio spaziale, indica chiaramente che l'archivio delle osservazioni puntate di ROSAT costituirà negli anni a venire una fondamentale basi di dati per ulteriori significativi sviluppi nello studio della fisica delle corone stellari. Tra i molteplici aspetti, le osservazioni puntate permetteranno di approfondire lo studio delle proprietà dell'emissione coronale su un più ampio intervallo di tipi spettrali e popolazioni stellari. Stante la loro sensibilità limite queste osservazioni permetteranno di studiare nella banda X la storia della formazione stellare nella nostra Galassia. Va altresì chiarito che il survey completo del cielo di ROSAT la cui sensibilità limite è per la maggior parte minore o al più eguale a quella delle tipiche osservazioni dello IPC di Einstein, pur costituendo un insostituibile strumento di indagine per la fisica della emissione da sorgenti galattiche intense e/o diffuse, non permetterà di ottenere maggiori sviluppi in quelle aree di ricerca in cui la sensibilità limite e/o l'accumulazione di un numero sufficiente di fotoni, per studiare gli spettri o la variabilità dell'emissione, costituscono un elemento chiave. Pertanto le osservazioni puntate di ROSAT costituiscono una base dati di insostituibile valore per la programmazione e definizione delle osservazioni con CHANDRA ed XMM.

Motivato da queste considerazioni il gruppo di Palermo, sotto la guida di S. Sciortino, in collaborazione con un gruppo di ricercatori del Center for Astrophysics (CfA), guidato da G. Fabbiano e F. R. Harnden, ha messo a punto un sofisticato sistema di analisi automatica dei dati delle osservazioni puntate di ROSAT. Tale sistema, che è al momento opera con continuità sia presso l'Osservatorio Astronomico di Palermo che presso il CfA, utilizza IRAF come ambiente di lavoro ed integra sia codici ed algoritmi disponibili negli usuali ambienti per l'analisi di dati astronomici (quali IDL, IRAF, PROS, FTOOLS, XSPEC, etc.) che algoritmi e codici sviluppati per questo specifico progetto da ricercatori di Palermo e del CFA (per maggiore dettaglio si veda la successiva sezione). La messa a punto di questo sistema ha richiesto, a partire dall'estate del 1993, l'investimento di circa 6 anni/uomo, ha coivolto una decina fra ricercatori e programmatori, e ha richiesto la stretta interazione fra ricercatori del gruppo di Palermo e del CfA. Superata una iniziale fase di prova il gruppo dell'OAPA, nell'ambito di un programma multisede (OAPA, OAB, OAR), finaziato in larga misura dal CNAA e in misura minore dall'ASI ha avviato la analisi sistematica dei dati delle osservazioni puntate del PSPC di ROSAT. Il risultato dell'analisi viene archiviato sia sotto forma di selezionati files ascii e prodotti cartacei, sia in un database relazionale, in analogia a quanto fatto per i dati di Einstein, per permettere future ricerche. La banca dati finale una volta consolidata/verificata verrá resa accessibile via rete entro la fine del 2000. Al momento in cui scriviamo sono stati processati 3846 set di dati (su un totale di 4292) i risultati di 2645 dei quali sono stati giá archiviati nel database e su un totale di circa 90 CD-ROM, che contengono in forma (parzialmente) compressa circa 120 Gbyte di informazione. Tale attivitá a richiesto investimenti in attrezzature informatiche e il recrutamento di personale da dedicare specificatamente a questa attivitá. Il successivo sviluppo di questa progetto ed in particolare l'utilizzo scientifico sistematico dei risultati dell'analisi é` stato nell'ottobre 1999 finanziato nell'ambito di un programma di interesse nazionale coordinato da S. Sciortino.
 
 

Figure 76: Mappa del cielo in coordinate galattiche in cui sono rappresentate (come piccoli cerchi in scala) le osservazioni puntate con il PSPC di ROSAT analizzate con la pipeline sviluppata dai ricercatori dell'OAPA e del CFA. La mappa mostra 2645 puntamenti individuali, attualmente archiviati, che sono circa il 60% dell'intero archivio di immagini del PSPC.

Il catalogo di riferimento alle cui posizioni vengono calcolati i valori dei limiti superiori al flusso nella banda X è stato costruito, in analogia a quanto fatto nel caso della analisi dei dati di Einstein, a partire da $\sim$ 45 cataloghi ottici, radio, infrarossi e nei raggi X. Tale catalogo include stelle, galassie, AGN, etc. per un totale di circa 1.5 x 10⁶ posizioni distinte. La parte maggiore dello sforzo è stata quella di omogeneizzare i formati dei 45 cataloghi iniziali, di riferire tutte le coordinate all'equinozio J2000 e, ove possibile, all'epoca 1990 e di assegnare un nome univoco a tutti gli oggetti all'interno di un dato catalogo iniziale in modo che due sole chiavi: numero di catalogo e nome dell'oggetto nel catalogo iniziale permettano di individuare univocamente ogni oggetto del catalogo finale.
 
 

Figure 77: Distribuzione dei tempi di esposizione delle 2645 immagini PSPC (dal totale delle circa 3800 analizzate) e i cui dati sono archiviati nella banca dati dell'Osservatorio Astronomico di Palermo.

 
 

Figure 78: a sinistra Distribuzione delle probabilitá di esistenza delle sorgenti espressa in termini di sigma-equivalente. Il valore di 4.2 $\sigma$ é stato adottato come livello minimo per ritenere una sorgente. a destra Distribuzione dei count-rates delle sorgenti selezionate con probabilitá di esistenza tale da non avere piú di una sorgente spuria per campo.

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