Nessun uomo è un’isola

Dal 9 al 20 giugno 2025 abbiamo ospitato presso il nostro Istituto di Ricerca, INAF-IASF Milano, tre ragazzi e una ragazza per un PCTO a tema astrofisico: Riccardo Castellano (Liceo Scientifico Leonardo Milano), Lorenzo Mutti (Liceo Scientifico La Traccia Bergamo), Lidia Zheng (Liceo Scientifico Leonardo Milano) e Marco Falcone (Liceo Scientifico Regina Mundi Milano). Questo quartetto ha affiancato altri studenti e studentesse che, nell’anno scolastico 2024-2025, hanno affrontato diversi PCTO a tema astrofisico.
Partiamo proprio da qui, astrofisica: cosa vi suggerisce questa parola? Molti di voi potranno associarla alle stelle: l’etimologia della parola ci insegna che “astro” vuol dire stella, “fisica” vuol dire natura: l’astrofisica studia la natura delle stelle. Oltre alle stelle, però, ci sono anche le galassie, gli ammassi di galassie, i superammassi. Allargando lo sguardo, si va davvero verso l’infinito e oltre, per citare Buzz Lightyear.

Gli ammassi di galassie e il telescopio spaziale XMM-Newton

Durante il PCTO, intitolato Sorgenti di fondo in osservazioni XMM-Newton di ammassi di galassie: tra buchi neri lontani e piccoli ammassi in formazione, il nostro quartetto ha analizzato i dati del telescopio spaziale XMM-Newton, focalizzandosi sugli ammassi di galassie del progetto CHEXMATE.

Ma… cosa sono gli ammassi di galassie? Sono agglomerati di centinaia o migliaia di galassie, permeati da un gas caldo, che emette in banda X.
Guardando per la prima volta un’osservazione X di un ammasso, si nota una sorgente estesa al centro, il gas, e una moltitudine di sorgenti puntiformi (come buchi neri al centro di galassie lontane). A volte, si possono notare anche sorgenti estese secondarie.
Per analizzare l’ammasso, è necessario identificare tutte queste sorgenti per distinguere i vari contributi, e il nostro gruppo ci ha aiutato proprio in questo.

Inizialmente, Lorenzo, Lidia, Riccardo e Marco hanno validato il catalogo di sorgenti puntiformi, prodotto dal software di rivelazione. Capire l’efficienza e i limiti di questi codici diventerà progressivamente più importante con l’avvento di missioni che copriranno porzioni sempre più ampie di cielo. In seguito, hanno identificato e caratterizzato sorgenti estese secondarie, che potrebbero essere sia altri ammassi, sia sottostrutture che stanno interagendo con l’ammasso principale. Queste ultime sono particolarmente interessanti per studiare come si formano gli ammassi. Per confermare le sorgenti estese come possibili ammassi di galassie, hanno utilizzato i database astronomici digitali e gli atlanti celesti online, alla ricerca di galassie, note o meno, nella regione della sorgente identificata.

Echi astronomici dal passato

L’astrofisica, però, non si è sempre avvalsa di questi strumenti. In passato le cose erano ben diverse. Insieme a Lidia, Lorenzo, Marco, Riccardo, abbiamo rispolverato (letteralmente!) la storia dell’osservazione delle galassie e degli ammassi. Il nostro collega Marco Scodeggio li ha accompagnati in un excursus storico che ha avuto come prima tappa la galassia a spirale doppia M51, inizialmente identificata nel primo catalogo di oggetti celesti da Charles Messier nel 1771. I quattro hanno confrontato il disegno originale di Lord Rosse, un nobiluomo irlandese, con le immagini del telescopio Palomar e del più recente telescopio spaziale Hubble. Inoltre hanno esplorato il concetto di survey del cielo e in particolare la Palomar Sky Survey (1948-1958), le cui immagini di tutto il cielo sono tuttora conservate, ben classificate, in un grande schedario nel nostro Istituto. Il quartetto ha potuto visionare queste polverose lastre, riconoscendo in esse, oltre a M51, anche alcuni ammassi di galassie vicini, come Virgo e Coma. Anche noi ne abbiamo approfittato per fermarci e riflettere sullo straordinario percorso dell’astrofisica: le lastre del Palomar sono così lontane dagli strumenti che usiamo quotidianamente nel nostro lavoro (satelliti e telescopi odierni, computer, codici di analisi dati, database online e così via), e così suggestive!

Comunicare la scienza

Dopo il tuffo nella scienza e nella storia, i quattro si sono concentrati sulla comunicazione della scienza, approfondendo le tecniche necessarie per raccontare a diversi tipi di pubblico il progetto di ricerca svolto e mettendo in pratica quanto appreso. La prima sfida è stata il seminario di quindici minuti davanti al personale dell’Istituto. Lidia, Lorenzo, Riccardo e Marco sono stati molto in gamba; non si sono fatti intimidire dalla presenza degli scienziati e dalle scienziate che li ascoltavano, facendo una presentazione degna di un congresso.
La seconda sfida è stata il Famelab: tre minuti, un palco, materiali di piccole dimensioni per raccontare a un pubblico generico (cioè non del campo) il proprio lavoro.
Il quartetto ha visionato alcune presentazioni di Famelab ed è rimasto a bocca aperta: esiste una maniera di comunicare così teatrale, così diversa da quella classica? Certo! È necessario un canovaccio, ovvero stendere bene le idee. Primo passo che ogni teatrante conosce benissimo. Dopodiché, via libera alle associazioni di idee!
La loro fantasia ci stupisce. Una prima idea è stata quella del cestino di rifiuti: un ammasso cresce inglobando piccole strutture che gli orbitano intorno, come un cestino inghiottitore in scala cosmica. La notte ha però portato consiglio: il giorno dopo non abbiamo più sentito parlare di cestini inghiottitori ma di Icaro. Un bel salto.

Arcipelaghi, aerei, isole e capricci

>Alla fine, ecco cos’hanno pensato per raccontare la propria esperienza di PCTO in tre minuti a un pubblico generico: sei su un aereo, davanti a te è seduto un bambino che si lamenta perché annoiato. Ti ha proprio stufato. “Bambino che ti annoi, che ne pensi di contare le isole dell’arcipelago che vedi dal finestrino e separarle per dimensione? Poi confrontiamo il tuo risultato con il mio e vediamo chi ha vinto, controllando la mappa“. In effetti facciamo proprio così. A differenza dell’Oceano però, scandagliamo le profondità del Cosmo, e al posto del bambino annoiato, adottiamo un software che aiuta a separare le isole (sorgenti) grandi da quelle piccole.
Ed ecco come la fantasia di queste giovani menti ha tramutato la collaborazione necessaria tra uno scienziato e un algoritmo in un gioco tra un viaggiatore e un bambino.
D’altronde, come ci insegna John Donne, (Meditazione XVII):

Per cui, quando in futuro vi capiterà di salire su un aereo e di vedere un grande arcipelago, forse penserete a chi, ogni giorno, esplora sì delle isole, ma cosmiche.