articolo annuario 03

Capitolo 5	Cosmologia

Capodimonte Deep Field (OACDF)

In vista dell'arrivo del VLT Survey Telescope, l'Osservatorio Astronomico di Capodimonte ha avviato un progetto pilota chiamato OAC Deep Field (OACDF), che riguarda osservazioni a grande campo ottenute con il Wide Field Imager (WFI) del telescopio ESO da 2.2m. Il progetto OACDF, che coinvolge numerosi ricercatori dell'OAC e dell'Osservatorio di Roma, utilizza 15 notti di tempo garantito ottenute come ritorno della collaborazione di OAC nella realizzazione di ESO-WFI. Sono stati collezionati circa 300 Gbyte di dati grezzi nelle bande B, V, R e I, e in sei bande intermedie che coprono interamente la banda I.
La profondità dell'OACDF (circa 25.4 mag nella banda R) permette di raggiungere gli obiettivi scientifici prefissati: primo passo per la scienza che verrà fatta con il VST. Tra questi obiettivi, i principali sono:

- struttura a grande scala dell'universo e ammassi di galassie: nel campo dell'OACDF ci si aspetta di trovare circa 5 ammassi a redshift intermedi e alti (z > 0.5), di cui studiare le proprietà intrinseche e la relazione con le strutture circostanti;
- galassie a z < 0.5: confrontando proprietà quali colori, funzioni di luminosità, morfologia, interazione, dispersione di velocità di galassie, sia in ammassi che di campo, si può indagare in dettaglio sulla relazione fra morfologia e ambiente e sulla frequenza e importanza delle interazioni fra galassie a redshift intermedio;
- quasar ad alto redshift: con una magnitudine limite di circa 25.5 nelle bande larghe, ci si può aspettare di rivelare alcune centinaia di QSO, i quali possono essere individuati dai colori e poi confermati da successive osservazioni spettroscopiche nell'ottico e nell'IR e nelle bande radio e X;
- galassie di Seyfert e Starburst: l'individuazione di alcune centinaia di galassie Seyfert1, Seyfert2 e starburst permetterà uno studio della funzione di luminosità con implicazioni sulle relazioni fra queste classi di oggetti. L'identificazione è basata su una griglia di magnitudini derivata dalla spettroscopia ottica e UV di galassie attive vicine;
- identificazione di lenti gravitazionali, per lo studio delle loro proprietà e dei parametri cosmologici.

I dati dell'OACDF costituiscono inoltre un archivio unico per confronti con altri archivi a diverse lunghezze d'onda, dall'X al radio (la possibilità di indagini combinate a varie frequenze è essenziale per gli studi extragalattici, ma anche per quelli stellari). I dati OACDF verranno utilizzati anche per i seguenti studi galattici e planetari:

- stelle di alone: la survey OACDF può essere usata per studiare l'alone della Galassia. In particolare, può servire ad individuare stelle di bassa luminosità quali nane bianche (WD), stelle con massa molto piccola (VLMS) e nane brune (BD). I candidati verranno selezionati sulla base degli indici di colore e poi confermati da ulteriori osservazioni fotometriche nell'IR e/o spettroscopiche (ottico-IR). Nel campo OACDF ci si può aspettare qualcosa come ~ 5 WD e ~ 10 VLMS + BD. Questi numeri sono molto incerti, dato che la statistica di questi oggetti è assai povera. Per questo motivo, ottenere dei limiti superiori alla loro funzione di luminosità sarebbe già un risultato importante, anche perché sia le VLMS + BD, sia in particolar modo le WD, potrebbero essere una componente importante della materia oscura, come suggerito dai recenti risultati degli esperimenti Macho ed Eros sul microlensing;
- oggetti Kuiper Belt (KBO) ad alta inclinazione orbitale. Ci sono una trentina di questi corpi minori del Sistema Solare che hanno una inclinazione orbitale maggiore di 10 gradi. Siccome le magnitudini visuali di questi oggetti variano fra 22 e 24, ci si aspetta di individuare praticamente tutti i candidati KBO nel campo OACDF, e cioè circa 5 di questi oggetti celesti. La fotometria in varie bande può fornire informazioni cruciali sull'origine dei KBOs.

Il catalogo delle sorgenti dell'OACDF è stato recentemente completato con la determinazione dei redshift fotometrici per tutti gli oggetti più brillanti di IAB = 22. I redshift spettroscopici, determinati dagli spettri di un centinaio di galassie nel campo OACDF, ottenuti durante il primo follow-up spettroscopico con lo strumento EMMI-MOS al telescopio ESO-NTT, sono stati utilizzati per ottimizzare la procedura di determinazione dei redshift fotometrici. La configurazione ottimale, quella cioè che meglio riproduceva i risultati spettroscopici, è stata quella di usare le tre bande larghe (B,V,R) e i due filtri intermedi centrati rispettivamente a 753 e 914 nm.
La fase di follow-up spettroscopico delle sorgenti dell'OACDF è attualmente in corso, facendo uso del Telescopio Nazionale Galileo (TNG) e di diversi telescopi all'ESO. Sotto si mostrano esempi di oggetti già identificati nel campo dell'OACDF.