RadioGaGa — Intensity mapping nella banda Radio: misurare il Gas cosmico e le Galassie che lo ospitano

Qual è la natura delle componenti più misteriose dell'Universo: la materia oscura e l'energia oscura? Come funzionano realmente i processi fisici che danno origine alle galassie? Gli esperimenti di mappatura in intensità dell'idrogeno (hydrogen intensity mapping, HI IM) offrono un nuovo strumento di ricerca per rispondere a queste domande fondamentali, producendo precise mappe tridimensionali di una frazione significativa dell'Universo e studiando la distribuzione e l'abbondanza cosmica dell'idrogeno neutro (HI), il principale combustibile delle stelle.

Sebbene l' HI IM prometta di rivoluzionare la nostra comprensione dell'Universo, detettare l'idrogeno cosmico (quindi extragalattico!) non è un'impresa facile. Una delle principali sfide consiste nel separare il vero (e debole) segnale cosmico che l'idrogeno emette nella banda radio da rumorosissime contaminanti: un miscuglio di segnali spuri terrestri e strumentali con le intense emissioni di origine galattica (quindi locali!). E' proprio questo problema, il più difficile nel campo, che il progetto RadioGaGa ha affrontato con successo, sviluppando tecniche di apprendimento statistico specificamente pensate per i dati di HI IM.

RadioGaGa è un progetto durato due anni (2023 - 2024) ed è stato reso possibile grazie a un finanziamento derivato dal programma dell'Unione Europea "NextGenerationEU". E' stato svolto presso l' Osservatorio Astronomico di Trieste, una delle sedi dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Il suo obiettivo ultimo è stato quello di facilitare e rendere possibili esperimenti di HI IM per studi astrofisici e cosmologici, anche nell'ottica di preparazione per usufruire nel futuro prossimo di infrastrutture di radio-osservazione di ultima generazione, come lo SKA Observatory.