Scheda LASCANONTE FINAL




Informazioni generali

Large Scale Non Thermal Emission

LASCANONTE

Programma

Progetto

Programma

RSN1

Attività: In Itinere; Data inizio: 2023; Data fine: 2030

francesco.degasperin francesco.degasperin@inaf.it

L'emissione radio da ammassi di galassie e dalla struttura a larga scala (LSS) rivela la presenza di particelle relativistiche e campi magnetici nel mezzo intra-cluster (ICM), la cui origine è un problema ancora aperto. Negli ultimi due decenni, INAF ha condotto studi pionieristici nel campo scoprendo una connessione fra emissione radio e dinamica degli ammassi e suggerendo che parte dell’energia dissipata nella formazione degli ammassi è trasferita in campi magnetici e particelle.

Capire la natura dei meccanismi alla base di questi fenomeni è necessario per la comprensione della fisica dell'ICM, degli ammassi e LSS. In questo, INAF ha fornito un contributo fondamentale definendo buona parte dell'attuale quadro teorico e osservativo.

Cluster scale radio emission reveals the presence of relativistic particles and magnetic fields in the ICM, their origin is a long-standing problem. In the last two decades, INAF pioneered the field with numerous studies. These studies proved a connection between radio emission and cluster dynamics, suggesting that merger-driven kinetic energy is turned into magnetic fields and particles by complex mechanisms.

Addressing these mechanisms is important to understand the physics of the ICM and on the evolution of clusters and LSS. In this respect INAF has provided a fundamental contribution setting the current theoretical and observational picture.

Ammassi, struttura a grande scala dell Universo e mezzo intergalattico

Fenomeni non termici, raggi cosmici e astroparticelle


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 23
Struttura Nfte N0 TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Nex Extra
IRA BOLOGNA 12 0 1.40 1.30 1.30 3.00 3.00 2.70 1 0.10
IASF MILANO 3 0 0.20 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10 2 0.20
O.A. BRERA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 1 0.10
OAS BOLOGNA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
Totali 15 0 1.60 1.50 1.50 3.10 3.10 2.80 4 0.40
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 9
# Struttura TI 2024 TI 2025 TI 2026 TD 2024 TD 2025 TD 2026 Extra
1 Università di Bologna 0.80 0.80 0.80 0.80 0.50 0.50 0.00
2 IRA BOLOGNA 0 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00
Totali 0.80 0.80 0.80 0.80 0.50 0.50 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2024 Certi 2025 Certi 2026 Presunti 2024 Presunti 2025 Presunti 2026
390.0 370.0 300.0 0.0 40.0 100.0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1038/s41586-022-05149-3 Galaxy clusters enveloped by vast volumes of relativistic electrons Cuciti+ (2022) Nature, Volume 609, Issue 7929, p.911-914
2 10.1103/PhysRevLett.124.051101 Second-order Fermi Reacceleration Mechanisms and Large-Scale Synchrotron Radio Emission in Intracluster Bridges - Brunetti & Vazza (2020) Phys. Rev. Lett. 124, 051101
3 10.1126/sciadv.abq7623 Magnetic fields and relativistic electrons fill entire galaxy cluster - Botteon+ (2022) Science Advances, vol. 8, issue 44, id. eabq7623
4 10.1126/sciadv.1701634 Gentle reenergization of electrons in merging galaxy clusters - De Gasperin+ (2017) Science Advances, vol. 3, issue 10, p. e1701634
5 10.1038/nature07379 A low-frequency radio halo associated with a cluster of galaxies - Brunetti+ (2008) Nature, Volume 455, Issue 7215, pp. 944-947
6 10.1126/science.aat7500 A radio ridge connecting two galaxy clusters in a filament of the cosmic web - Govoni+ (2019) Science, Volume 364, Issue 6444, pp. 981-984
7 10.1142/S0218271814300079 Cosmic Rays in Galaxy Clusters and Their Nonthermal Emission - Brunetti & Jones (2014) International Journal of Modern Physics D, Volume 23, Issue 4, id. 1430007-98
8 10.1038/s41550-020-01244-5 Fast magnetic field amplification in distant galaxy clusters - Di Gennaro+ (2021) Nature Astronomy, Volume 5, p. 268-275
9 10.1088/2041-8205/721/2/L82 On the Connection Between Giant Radio Halos and Cluster Mergers - Cassano+ (2010) The Astrophysical Journal Letters, Volume 721, Issue 2, pp. L82-L85
10 10.1051/0004-6361/202143020 The Planck clusters in the LOFAR sky. I. LoTSS-DR2: New detections and sample overview - Botteon+ (2022) Astronomy & Astrophysics, Volume 660, id.A78, 40 pp.



Informazioni Pubbliche

<p>Astrophysical magnetism; Cosmic magnetic fields theory; Large-scale structure of the Universe; Galaxy clusters; Intracluster medium; Plasma astrophysics; Cosmic rays; Particle acceleration; Active galactic nuclei; Radio Astronomy; X-ray Astronomy; Gamma-ray Astronomy;</p><p>SCHEDE LEGATE A QUESTA SCHEDA: SKA; LOFAR-It;</p>

<p>In Italy the research in the field started in 1990s at IRA and UniBo, and strengthened in the early 2000s thanks to the establishment of a group that combined skills in radio data analysis with theoretical competences and skills in X-ray data analysis.<br>INAF research has had a fundamental impact obtaining most of the observational milestones and establishing the current theoretical paradigm in the field. These results inspired the LOFAR science case on galaxy clusters, and large programs at the GMRT and MeerKAT.<br>INAF personnel are currently leading the research on galaxy clusters and filaments in the LOFAR Key Programs and are strongly involved in the MeerKAT, ASKAP and SKA science cases and in the CTA Key Program on galaxy clusters.<br>Through the ERC ULU grant (<a href="https://www.ulu.radio/" target="_blank">https://www.ulu.radio/</a><span style="font-family: var(--bs-font-sans-serif); font-size: 1rem;">), INAF has the leadership in the ultra low-frequency observation of the sky through the LOFAR LBA system.</span></p>

<p>LOFAR; uGMRT, MeerKAT; JVLA; ASKAP; Chandra; XMM; Suzaku; FERMI; CTA; Athena; SKA; CINECA; JSC (Julich Supercomputing Center, JUWELS), CSCS-ETH (PizDaint); GENCI-TGCC (Curie)</p>


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra
1 gianni.bernardi gianni.bernardi@inaf.it IRA BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE Radio data X X X X X X X OK
2 rossella.cassano rcassano@ira.inaf.it IRA BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE Theoretical models X X X X X X X OK
3 tiziana.venturi tiziana.venturi@inaf.it IRA BOLOGNA Y DIRIGENTE DI RICERCA Radio data X X X X X X X OK
4 gianfranco.brunetti gianfranco.brunetti@inaf.it IRA BOLOGNA Y DIRIGENTE DI RICERCA Theoretical models X X X X X X X OK
5 fabio.gastaldello fabio.gastaldello@inaf.it IASF MILANO Y PRIMO RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
6 mariachiara.rossetti mariachiara.rossetti@inaf.it IASF MILANO Y PRIMO RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
7 simona.ghizzardi simona.ghizzardi@inaf.it IASF MILANO Y PRIMO RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
8 sabrina.degrandi sabrina.degrandi@inaf.it O.A. BRERA Y PRIMO RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
9 stefano.ettori stefano.ettori@inaf.it OAS BOLOGNA Y DIRIGENTE DI RICERCA X-ray data X X X X X X X OK
10 mauro.sereno mauro.sereno@inaf.it OAS BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE dynamics X X X X X X X OK
11 claudio.gheller claudio.gheller@inaf.it IRA BOLOGNA N PRIMO TECNOLOGO numerical simulations X X X X X X X OK
12 luca.bruno l.bruno@ira.inaf.it IRA BOLOGNA N RICERCATORE radio data X X X X X X X OK
13 lorenzo.lovisari lorenzo.lovisari@inaf.it IASF MILANO Y RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
14 iacopo.bartalucci iacopo.bartalucci@inaf.it IASF MILANO N RICERCATORE X-ray data X X X X X X X OK
15 francesco.degasperin francesco.degasperin@inaf.it IRA BOLOGNA N DIRIGENTE DI RICERCA Radio data X X X X X X X OK
16 marisa.brienza marisa.brienza@inaf.it IRA BOLOGNA N RICERCATORE Radio data X X X X X X X OK
17 andrea.botteon andrea.botteon@inaf.it IRA BOLOGNA Y RICERCATORE radio astronomer observer X X X X X X X OK
18 luigina.feretti l.feretti@ira.inaf.it IRA BOLOGNA N ASSOCIATO QUIESCENTE radio astronomer observer X X X X X X X OK
19 thomas.pasini thomas.pasini@inaf.it IRA BOLOGNA N ASSEGNISTA radio astronomer observer X X X X X X X OK
20 alessandro.benati a.benati@ira.inaf.it IRA BOLOGNA N ASSOCIATO - DOTTORANDO STRUTTURE radio astronomer observer X X X X X X X OK
21 johannes.boxelaar j.boxelaar@ira.inaf.it IRA BOLOGNA N ASSOCIATO - DOTTORANDO STRUTTURE Radio astronomy obsevrations X X X X X X X OK
22 chiara.stuardi chiara.stuardi@inaf.it IRA BOLOGNA N TECNOLOGO radio observer and code developer X X X X X X X OK
23 marco.balboni marco.balboni@inaf.it IASF MILANO N ASSOCIATO ADR UNIVERSITA / ENTI Radio astronomy and X-ray observations X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2024/2025/2026) FTE Presunte (2024/2025/2026) Extra
1 franco.vazza franco.vazza2@unibo.it Università di Bologna Y Prof. Associato Numerical simulations [0.3, 0.3, 0.3] [0.4, 0.4, 0.4] 0.0
2 annalisa.bonafede annalisa.bonafede@inaf.it Università di Bologna Y Prof Ass Radio data [0.3, 0.3, 0.3] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
3 daniele.dallacasa ddallaca@ira.inaf.it Università di Bologna Y Professore Ordinario Radio data [0.1, 0.1, 0.1] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
4 myriam.gitti myriam.gitti@unibo.it Università di Bologna Y Prof Associato X-ray data [0.1, 0.1, 0.1] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
5 chris.riseley chris.riseley.astro@gmail.com Università di Bologna N post doc Radio data [0.2, 0.2, 0.2] [0.2, 0.2, 0.2] 0.0
6 gabriele.giovannini ggiovann@ira.inaf.it IRA BOLOGNA N ASSOCIATO INAF radio astronomer observer [0, 0, 0] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0
7 pignataro.giada giada.pignataro2@unibo.it Università di Bologna N PhD Radio data [0.3, 0, 0] [0.0, 0.3, 0.3] 0.0
8 nadia.biava nadia.biava2@unibo.it Università di Bologna N post doc Radio data [0, 0, 0] [0.2, 0.0, 0.0] 0.0
9 virginia.cuciti virginia.cuciti@unibo.it Università di Bologna N Ricercatrice TD Tipo A radio astronomer observer [0.3, 0.3, 0.3] [0.0, 0.0, 0.0] 0.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

Nella tabella sono elencati i fondi derivanti dall'Europa (tramite l'ERC CoG ULU) e quelli interni INAF collegati a due grant PI Botteon, un grant PI Cassano e un grant PI Brunetti. Il programma è stato supportato negli anni da diversi fondi acquisiti tramite bandi competitivi, inclusi PRIN-INAF, borse Marie-Curie e ERC grants. Come riferimento, il programma (ex NonthermalWEB) è stato supportato mediamente negli ultimi 10-15 anni con un flusso di finanziamenti di circa 100 kEuro/anno, di cui circa la metà provenienti da fondi esterni all'Ente, con picchi maggiori in corrispondenza di anni in cui erano presenti finanziamenti da grants ERC (DRANOEL). Non essendoci data di inizio si è deciso di mettere gli indicatori = 0.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2024 (k€) Certi 2025 (k€) Certi 2026 (k€) Presun. 2024 (k€) Presun. 2025 (k€) Presun. 2026 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)
1 ERC CoG ULU 300 300 300 0 0 0 900 0
2 INAF 90 70 0 0 40 100 160 140


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2024 (€) Fondi 2025 (€) Fondi 2026 (€)