Sono stati recentemente pubblicati dalla casa editrice Springer due libri di Rosa Poggiani, ricercatrice del dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa, membro della Collaborazione Virgo per la ricerca di onde gravitazionali e attiva nel campo dell'astrofisica osservativa nel dominio ottico. I due testi - dal titolo "Optical, Infrared and Radio Astronomy - From Techniques to Observation" (2017) e "High Energy Astrophysical Techniques" (2017) - sono basati sulle lezioni dei corsi di Tecniche Astrofisiche della laurea magistrale tenuti dall'autrice negli ultimi anni presso il dipartimento di Fisica. Pubblichiamo qui di seguito una breve presentazione delle due pubblicazioni.
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L'astrofisica moderna, scienza osservativa, utilizza una grande varietà di portatori di informazione, ovvero l'intero spettro elettromagnetico, i raggi cosmici, i neutrini, le onde gravitazionali recentemente scoperte. Esistono quindi diverse astronomie, le cui osservazioni, combinate insieme, permettono di ricostruire le caratteristiche fisiche delle sorgenti celesti: parliamo quindi di "multi-messenger astronomy". I due volumi recentemente pubblicati da Springer presentano le strumentazioni e le tecniche osservative delle diverse astronomie. Il libro "Optical, Infrared and Radio Astronomy - From Techniques to Observation" è dedicato alle tecniche osservative delle astronomie classiche nel dominio ottico, radio, infrarosso, mentre il libro "High Energy Astrophysical Techniques" presenta le tecniche dell'astrofisica delle alte energie, che coinvolge raggi X, raggi gamma, raggi cosmici, neutrini, materia oscura e onde gravitazionali.
I due testi presentano una rassegna globale della strumentazione e delle tecniche di osservazione e una discussione dei nuovi sviluppi. I libri sono rivolti agli studenti della laurea specialistica e ai ricercatori interessati a lavorare nell'astrofisica osservativa. L'approccio comune dei testi è la discussione delle diverse astronomie (ottica, radio, con raggi X, raggi gamma, raggi cosmici, neutrini, onde gravitazionali) come temi di ricerca, partendo dagli ordini di grandezza delle quantità osservabili, per un inserimento nel contesto astrofisico.
I due libri si propongono come guide pratiche per l'osservazione di sorgenti astrofisiche, colmando lo spazio tra la letteratura specialistica e le monografie di riferimento. I testi presentano le procedure per l'acquisizione e l'analisi dei dati raccolti: la pianificazione delle osservazioni, la scelta del rapporto segnale-rumore, la scelta dell'osservatorio e della strumentazione per osservare le sorgenti astrofisiche prescelte nel periodo di osservabilità, l'esecuzione delle osservazioni e l'estrazione di flussi e spettri.
Il libro "Optical, Infrared and Radio Astronomy - From Techniques to Observation" introduce l'astrofisica come scienza osservativa e presenta le tecniche osservative delle astronomie nei domini ottico, infrarosso e radio, che forniscono una grande parte della informazione astrofisica e costituiscono il prerequisito per le osservazioni ad alta energia. Le varie astronomie sono discusse separatamente, presentando i telescopi, i rivelatori e la strumentazione per la misura di flussi e spettri, con un particolare accento sulle CCD, i rivelatori standard per l'astronomia ottica. Il testo è completato da una discussione delle tecniche di analisi dei dati e dalle linee guida per la scrittura di proposte di osservazione.
Il libro "High Energy Astrophysical Techniques" discute l'astrofisica osservativa che utilizza fotoni e particelle ad alta energia e include le astronomie con raggi X, raggi gamma, raggi cosmici, neutrini, onde
gravitazionali e la ricerca della materia oscura. Questi filoni di ricerca sono molto recenti ed in rapida evoluzione, annoverando anche la neonata astronomia gravitazionale. La strumentazione per fotoni e particelle di alta energia è ispirata ai rivelatori usati agli acceleratori. Come nella astronomia ottica e radio, gli astrofisici delle alte energie forniscono le motivazioni scientifiche per costruire i telescopi, ma in questo caso sono coinvolti direttamente nello sviluppo e nella costruzione della strumentazione. Gli studenti che si intendono lavorare nell'astrofisica delle alte energie devono acquisire conoscenze sperimentali, anche se eseguiranno osservazioni. Il testo presenta i rivelatori di particelle e di radiazione come blocchi fondamentali, prima di discutere la loro integrazione nella strumentazione per l'astrofisica con raggi X, raggi gamma, raggi cosmici. Sono di seguito presentate l'astrofisica dei neutrini, delle onde gravitazionali e la ricerca di materia oscura, con le peculiarità delle relative strumentazioni. Un esempio è l'uso degli interferometri per la ricerca di onde gravitazionali. Il testo è completato da una discussione sulla riduzione e l'analisi dei dati raccolti nelle varie astronomie, includendo anche l'esempio del primo evento gravitazionale GW150914 rivelato dalla Collaborazione LIGO-Virgo.
L'autrice auspica che i libri possano essere utili a coloro che si avvicinano al campo dell'astronomia osservativa, in particolare agli studenti di fisica e astrofisica.