Scheda FPC-OA FINAL




Informazioni generali

Fast Photon Counting Optical Astronomy with Aqueye+ and Iqueye

FPC-OA

Programma

RSN4

RSN2

RSN5

Attività: In Itinere; Data inizio: 2005; Data fine: 2030

luca.zampieri luca.zampieri@oapd.inaf.it

Variabilità ottica rapida sotto il secondo è presente in alcune importanti classi di sorgenti astrofisiche, in particolare le pulsars e le binarie X. Questo progetto mira a continuare ed estendere le campagne osservative in fotometria ottica ultraveloce condotte dal nostro team su alcuni dei target e fenomeni più interessanti in questo campo in rapida crescita. Allo stesso tempo stiamo intraprendendo nuove campagne alla ricerca di variabilità ottica rapida in altri tipi di sorgenti (Fast Radio Burst, magnetars). A tal fine utilizziamo e sviluppiamo strumentazione dedicata a conteggio veloce di fotoni nel visibile, area in cui il nostro team è leader. Le osservazioni sono svolte nell'ambito di campagne multiwavelength e in sinergia con facilities operanti ad altre lunghezze d'onda.

Fast sub-second optical variability exists in some important classes of astrophysical sources, in particular pulsars and X-ray binaries. This project aims at continuing and expanding the ultra-fast optical photometric campaigns carried out by our team on some of the most interesting targets and phenomena in this rapidly growing field. At the same time we are starting new campaigns searching for fast optical variability in other types of sources (Fast Radio Bursts, magnetars). To this end we use and develop dedicated fast photon counting instrumentation in the visible band, area in which our team is leader. Observations are carried out within the framework of multiwavelength campaigns and in synergy with facilities operating at other wavelengths.

Struttura ed evoluzione stellare, incluse le fasi finali

Fisica degli oggetti compatti galattici ed extragalattici

Tecnologie per Astronomia Ottica ed Infrarossa

Infrastrutture da Terra (utilizzo)

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 11
Struttura Nfte N0 TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Nex Extra
O.A. PADOVA 4 0 0.40 0.50 0.50 0.40 0.40 0.40 2 0.20
O.A. ROMA 1 0 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0 0.00
O.A. BRERA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
O.A. ARCETRI 0 0 0 0 0 0.00 0.00 0.00 1 0.10
O.A. CATANIA 1 0 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0 0.00
Totali 6 0 0.60 0.70 0.70 0.40 0.40 0.40 3 0.30
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 5
# Struttura TI 2023 TI 2024 TI 2025 TD 2023 TD 2024 TD 2025 Extra
1 O.A. PADOVA 0.10 0.10 0.10 0.70 0.70 0.70 0.00
2 Universita' degli Studi di Padova 0.10 0.10 0.10 0 0 0 0.00
Totali 0.20 0.20 0.20 0.70 0.70 0.70 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2023 Certi 2024 Certi 2025 Presunti 2023 Presunti 2024 Presunti 2025
70.0 30.0 12.0 0.0 62.0 63.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.3847/2041-8213/ab96c0 Titolo: The Lowest-frequency Fast Radio Bursts: Sardinia Radio Telescope Detection of the Periodic FRB 180916 at 328 MHz Autori:M. Pilia and M. Burgay and A. Possenti and A. Ridolfi and V. Gajjar and A. Corongiu and D. Perrodin .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2020
2 10.1093/mnrasl/slz043 Titolo: Precise optical timing of PSR J1023$\mathplus$0038, the first millisecond pulsar detected with Aqueye$\mathplus$~in Asiago Autori:Luca Zampieri and Aleksandr Burtovoi and Michele Fiori and Giampiero Naletto and Alessia Spolon and .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters Anno pubblicazione:2019
3 10.1117/12.2179547 Titolo: Aqueye$\mathplus$: a new ultrafast single photon counter for optical high time resolution astrophysics Autori:L. Zampieri and G. Naletto and C. Barbieri and E. Verroi and M. Barbieri and G. Ceribella and M. D .... Publisher:SPIE Anno pubblicazione:2015
4 10.1093/mnras/stu136 Titolo: Optical phase coherent timing of the Crab nebula pulsar with Iqueye at the ESO New Technology Telescope Autori:L. Zampieri and A. \vCade\vz and C. Barbieri and G. Naletto and M. Calvani and M. Barbieri .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2014
5 10.1111/j.1365-2966.2010.18103.x Titolo: The optical light curve of the Large Magellanic Cloud pulsar B0540-69 in 2009 Autori:S. Gradari and M. Barbieri and C. Barbieri and G. Naletto and E. Verroi and T. Occhipinti and P. Zo .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2011
6 10.1051/0004-6361/200912862 Titolo: Iqueye, a single photon-counting photometer applied to the ESO new technology telescope Autori:G. Naletto and C. Barbieri and T. Occhipinti and I. Capraro and A. Di Paola and C. Facchinetti and .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2009
7 10.1080/09500340802450565 Titolo: AquEYE, a single photon counting photometer for astronomy Autori:C. Barbieri and G. Naletto and T. Occhipinti and C. Facchinetti and E. Verroi and E. Giro and A. Di .... Publisher:Informa UK Limited Rivista: Journal of Modern Optics Anno pubblicazione:2009
8 10.1126/science.aac7400 Titolo: An extremely bright gamma-ray pulsar in the Large Magellanic Cloud Autori: The Fermi LAT Collaboration Publisher: AAAS Rivista: Science Anno pubblicazione: 2015
9 10.1093/mnras/stab1387 Titolo: Stellar intensity interferometry of Vega in photon counting mode Autori:Luca Zampieri and Giampiero Naletto and Aleksandr Burtovoi and Michele Fiori and Cesare Barbieri Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2021
10 10.1051/0004-6361/202244637 Titolo: Investigating the origin of optical and X-ray pulsations of the transitional millisecond pulsar PSR J1023$\mathplus$0038 Autori:G. Illiano and A. Papitto and F. Ambrosino and A. Miraval Zanon and F. Coti Zelati and L. Stella an .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \&amp$\mathsemicolon$ Astrophysics Anno pubblicazione:2023



Informazioni Pubbliche

High energy astrophysics: Black holes, Transient sources (X-ray transient sources, Radio transient sources: Fast Radio bursts); Active galactic nuclei: Blazars; Astronomical instrumentation: Interferometers, Photometer; Astronomical methods: Ground-based astronomy, Optical astronomy; High time resolution astrophysics; Interferometry: Long baseline interferometry; Occultation: Asteroid occultation, Lunar occultation; Photometry; Stellar physics: Stellar properties; Black holes: Astrophysical black holes; Pulsars: binary pulsars, millisecond pulsars, optical pulsars; Compact objects: White dwarf stars, Neutron stars (magnetars, pulsars), Black holes; Interacting binary stars: X-ray binary stars (low mass X-ray binary stars, high mass X-ray binary stars) ==>> Schede collegate: 'SiFAP2: Fotometria e polarimetria ad alta risoluzione temporale in banda ottica' (SiFAP2); 'Studio pancromatico degli FRB: osservazioni, teoria e analisi statistiche' (FRB_Italy); 'Magnetar isolate e in sistemi binari' (UnIAM, UNifying Isolated and Accreting Magnetars); 'Study of multi-wavelength variability from JETS in X-ray binaries' (JetVar); 'Pulsar al millisecondo in sistemi binari compatti' (MSP); 'High-Energy observations of Stellar-mass Compact Objects: from CVs to the most luminous X-Ray Binaries' (SCOX-0); 'I telescopi di Asiago-Cima Ekar' (Asiago-Ekar); 'Interferometria di intensità con il Mini-Array ASTRI - PROGRESS-II' (ASTRI-SII).

Grazie alla squisita risoluzione temporale della strumentazione e al preciso sistema di acquisizione e riduzione dei dati, il nostro team ha ottenuto i risultati più accurati ad oggi disponibili sulle pulsars ottiche e ha eseguito per la prima volta misure della correlazione della luce emessa da una stella sfruttandone interamente le proprietà quantistiche. Insieme con il team di SiFAP2, che ha scoperto pulsazioni al millisecondo nell'emissione ottica delle pulsars in due sistemi binari, siamo sicuramente all'avanguardia in questo settore e possiamo quindi legittimamente ambire ad un ruolo leader a livello mondiale. I nostri tre optical fast photon counters sono regolarmente in funzione e stanno avendo un ruolo chiave nelle campagne multiwavelength per la ricerca di impulsi ottici coincidenti con i Fast Radio Bursts.

Sede INAF di Asiago (vedi scheda 'I telescopi di Asiago-Cima Ekar', Asiago-Ekar): Telescopio Copernico (Aqueye+), Telescopio Schmidt 67/92 di Asiago, laboratorio ASTRI-AQUEYE; sede Università di Padova di Asiago: Telescopio Galileo (IFI+Iqueye); TNG (SiFAP2; campagne osservative coordinate); SRT (campagne multiwavelength simultanee); NICER, HXMT (campagne multiwavelength simultanee); MAGIC (campagne multiwavelength simultanee)


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 luca.zampieri luca.zampieri@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y PRIMO RICERCATORE Coordinamento, osservazioni, teoria ed interpretazione, sviluppo tecnologico X X X X X X X OK
2 ulisse.munari ulisse.munari@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y ASTRONOMO ASSOCIATO Osservazioni, teoria ed interpretazione X X X X X X X OK
3 luigi.lessio luigi.lessio@inaf.it O.A. PADOVA Y C.T.E.R. Sviluppo tecnologico, attività di verifica e test X X X X X X X OK
4 piergiorgio.casella piergiorgio.casella@inaf.it O.A. ROMA Y RICERCATORE Teoria ed interpretazione X X X X X X X OK
5 alessandro.papitto alessandro.papitto@inaf.it O.A. ROMA Y RICERCATORE Teoria ed interpretazione X X X X X X X OK
6 tomaso.belloni tomaso.belloni@inaf.it O.A. BRERA Y DIRIGENTE DI RICERCA Modelling ed interpretazione X X X X X X X OK
7 aleksandr.burtovoi aleksandr.burtovoi@oapd.inaf.it O.A. ARCETRI N ASSEGNISTA Data processing, teoria ed interpretazione X X X X X X X OK
8 michele.fiori michele.fiori@inaf.it O.A. PADOVA N ASSEGNISTA Osservazioni, teoria ed interpretazione, sviluppo tecnologico X X X X X X X OK
9 giuseppe.romeo giuseppe.romeo@inaf.it O.A. CATANIA Y RICERCATORE Sviluppo tecnologico, attività di verifica e test X X X X X X X OK
10 aldo.frigo aldo.frigo@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y C.T.E.R. Supporto tecnico ed operativo, attivita` di laboratorio X X X X X X X OK
11 luciano.traverso luciano.traverso@oapd.inaf.it O.A. PADOVA Y C.T.E.R. Supporto tecnico ed operativo, attivita` di laboratorio X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2023/2024/2025) FTE Presunte (2023/2024/2025) Extra
1 giampiero.naletto giampiero.naletto@unipd.i O.A. PADOVA Y Professore Associato, Università di Padova Osservazioni, teoria ed interpretazione, sviluppo tecnologico [0.1, 0.1, 0.1] [0.1, 0.1, 0.1] 0.0
2 cesare.barbieri cesare.barbieri@unipd.it O.A. PADOVA N Professore Emerito di Astronomia, Università di Padova Teoria ed interpretazione, sviluppo tecnologico [0.2, 0.2, 0.2] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
3 paolo.ochner paolo.ochner@unipd.it O.A. PADOVA Y C.T.E.R, Università di Padova Osservazioni, outreach [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
4 gabriele.umbriaco gabriele.umbriaco@unipd.it Universita' degli Studi di Padova Y Tecnico di Laboratorio Sviluppo tecnologico, attività di verifica e test [0.1, 0.1, 0.1] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
5 silvia.conforti silvia.conforti@studenti.unipd.it O.A. PADOVA N Dottoranda in Astronomia - Universita` di Padova Teoria ed interpretazione, analisi dati [0.5, 0.5, 0.5] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Questo progetto ha ricevuto consistenti finanziamenti in passato attraverso i seguenti canali: Fondi Università di Padova 'Quantum Future Strategic Project', PRIN MIUR 2006, Fondazione CARIPARO Progetti di Eccellenza 2006, INAF-OAPd Fondi Ricerca di Base. Attualmente il progetto è finanziato da un Large Grant INAF ("Uncovering the optical beat of the fastest magnetised neutron stars" (FANS) (ref. Alessandro Papitto) e, in piccola misura, dal finanziamento per la ricerca di base dell'Università di Padova. Il Large Grant INAF ha consentito di bandire un AdR da destinare alle attivita` del progetto. Nel contesto della richiesta di finanziamento su "Lightnings in the dark: using fast radio bursts to study the Universe" di Daniele Michilli, sottomessa in risposta al bando "Fondo italiano per la Scienza" starting grant 2021, e` stato richiesto un finanziamento di 125 kEuro in due anni per l'upgrade della strumentazione al telescopio Copernico in cambio di 60 notti di osservazione con Aqueye+.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 Università di Padova 10 0 0 0 0 0 10 0
2 "Fondo italiano per la Scienza" starting grant 2021 (PI: D. Michilli) 0 0 0 0 62 63 0 125
3 Large Grant INAF 2022 "Uncovering the optical beat of the fastest magnetised neutron stars" (FANS) (ref. Alessandro Papitto) 30 30 12 0 0 0 72 0


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€)
1 INAF - Large Grant 30000.0