(30Science.com) – Roma, 8 feb. – E’ una donna di 41 anni di Biella, la scienziata che lo European Research Council ha deciso di finanziare per la realizzazione degli universi sintetici di prossima generazione. Il suo nome è Annalisa Pillepich. L’abbiamo raggiunta ad Heidelberg, in Germania, per conoscere meglio i dettagli del suo progetto di ricerca.
Di cosa si occuperà il suo progetto di ricerca?
Svilupperemo simulazioni numeriche di galassie in grandi porzioni di Universo “sintetico”. Il nostro punto di partenza sono le simulazioni IllustrisTNG, i cui risultati sono completamente pubblici e sono stati utilizzati dalla comunità di astrofisici in centinaia di pubblicazioni. Ma dobbiamo andare oltre e sviluppare modi nuovi e più efficienti di eseguire i calcoli e di tradurre la fisica della formazione delle galassie in codici numerici. L’obiettivo di COSMIC-KEY è creare la più realistica suite di simulazioni della formazione delle galassie e delle sue conseguenze sull’evoluzione cosmica e sulle strutture cosmiche su grande scale. Ciò include, tra i molti altri fenomeni fisici, l’influenza dei buchi neri centrali non solo sul tasso di formazione stellare nelle galassie ma, soprattutto, sulle proprietà fisiche del gas che circonda le galassie e permea gli aloni di materia oscura.
Le proprietà fisiche del gas all’interno e intorno a gruppi e ammassi di galassie in due modelli di simulazione con gli stessi parametri cosmologici fondamentali, ma con modalità diverse con cui i buchi neri centrali delle galassie iniettano energia nell’ambiente circostante – le galassie sono visibili in luce stellare nella colonna più a destra. Da sinistra a destra, le immagini mostrano la densità, la temperatura e la metallicità del gas, ovvero le quantità che determinano la luminosità nei raggi X con cui vengono rilevati gli ammassi di galassie e con cui possiamo porre dei vincoli al nostro modello cosmologico.
Quali possono essere le potenziali applicazioni di queste ricerche?
L’obiettivo finale è quello di utilizzare questi modelli numerici e teorici per estrarre, dai dati di gruppi e ammassi di galassie osservati in X-ray e con il cosiddetto effetto Sunyaev–Zeldovich, i parametri cosmologici fondamentali che descrivono il funzionamento dell’Universo.
Perché è così importante?
Capire come funziona l’Universo richiede formulare modelli teorici per la sua evoluzione su larga e piccola scala, modelli che si esprimono in termini di parametri cosmologici fondamentali. La determinazione dei valori di questi parametri è uno dei compiti chiave della cosmologia moderna. Ma si tratta di una sfida non da poco: i valori dei parametri possono essere dedotti solo indirettamente, da osservazioni sistematiche di diversi tipi di oggetti cosmici. Attualmente, il limite principale è rappresentato dall’errore statistico, ossia dal fatto che non siamo ancora riusciti a osservare un numero sufficiente di oggetti per ottenere un quadro rappresentativo. Con missioni come l’osservatorio a raggi X eROSITA o il prossimo telescopio spaziale Euclid, la situazione è destinata a cambiare. Nel prossimo futuro, la principale fonte di incertezza sarà il fatto che non conosciamo abbastanza la relazione tra i parametri fondamentali e i dati osservativi. Misuriamo i parametri cosmologici confrontando le osservazioni con le previsioni teoriche. Ecco perché la precisione e soprattutto l’accuratezza delle inferenze cosmologiche sono buone solo quanto le previsioni del modello adottato! Rafforzare questo legame e portare le simulazioni cosmologiche a un livello superiore è l’obiettivo del progetto COSMIC-KEY.
Qual è stato il suo percorso accademico?
Dopo l’Università a Pisa, ho ottenuto il dottorato in Cosmologia a ETH Zurich. Poi 5-6 anni di ricerca negli Stati Uniti come postdoctoral researcher, prima alla University of California in Santa Cruz, California, e poi a Harvard University, Massachusetts. Dal 2016, sono research group leader e staff member al Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Germania.
Perché non ha scelto di realizzare il suo progetto in una istituzione di ricerca italiana?
Ho una posizione permanente al Max Planck Institute for Astronoym di Heidelberg, Germania, da diversi anni e, finora, le condizioni di ricerca qui sono ottime.
Quali sono i prossimi obiettivi della sua attività di ricerca
Il programma scientifico associato a questo ERC mi terrà ben occupata per molti anni a venire. (30Science.com)
