A colloquio con Padre Richard Anthony D’Souza, Direttore della Specola Vaticana sulla programmazione per il 2026

Le priorità scientifiche da completare

Completare il processo di robotizzazione del VATT (Vatican Advanced Technology Telescope) sul Monte Graham in Arizona. Terminare la scansione 3D e la documentazione delle circa 1200 meteoriti conservate nel laboratorio e, a Castel Gandolfo, introdurre i primi GPU (Graphic Processing Unit) per potenziare i calcoli informatici e il programma teorico attraverso anche una nuova serie di seminari di fisica teorica. Sono le priorità per il 2026 della Specola Vaticana annunciate dal suo Direttore, il Gesuita Padre Richard Anthony D’Souza, in questa intervista a www.vaticanstate.va.

Quali saranno le priorità scientifiche della Specola Vaticana nel 2026?

Come altri osservatori moderni oggi, i membri della Specola Vaticana sono coinvolti in diversi campi scientifici: dalla gravità quantistica, alla cosmologia, alla formazione delle galassie, alla scienza delle stelle e del sistema solare. Pertanto, è difficile parlare di una singola priorità scientifica, poiché ogni ricercatore ha la propria priorità scientifica associata al suo rispettivo campo. Tuttavia, a livello istituzionale, le nostre priorità sono di consentire un investimento significativo di risorse per abilitare e potenziare la ricerca dei singoli membri e del gruppo.

La nostra priorità principale è completare il processo di robotizzazione del VATT (Vatican Advanced Technology Telescope) sul Monte Graham in Arizona. Sebbene il 95% del telescopio sia già robotizzato, la fotocamera attuale utilizzata per le osservazioni astronomiche deve essere riempita con refrigerante ogni 12 ore, il che ci costringe a mantenere una presenza umana sulla montagna. Ottenere una nuova fotocamera ci permetterà di utilizzare il telescopio in modalità completamente remota (senza presenza umana), abilitando una vasta gamma di progetti diversi e strategie operative differenti.

La priorità del nostro laboratorio di meteoriti, guidato da Fr. Bob Macke, è completare la scansione 3D e la documentazione delle circa 1200 meteoriti del nostro campione. Questo catalogo, una volta reso disponibile al pubblico sul nostro sito web, consentirà un ulteriore livello di cooperazione e ricerca internazionale.

Nella Specola, quest’anno introdurremo i nostri primi GPU (Graphic Processing Unit) per potenziare i nostri calcoli informatici. Sebbene il machine learning sia stato tradizionalmente utilizzato in astronomia e nelle scienze da lungo tempo, quest'anno sperimenteremo per vedere come determinati software astronomici e scientifici possano essere riscritti per sfruttare l’hardware GPU, specialmente nel dominio del machine learning. Infine, speriamo di rafforzare il nostro programma teorico alla Specola attraverso varie iniziative, avviando una nuova serie di seminari di fisica teorica.

In che modo la programmazione 2026 si inserisce nella visione a medio-lungo termine della Specola?

La visione della Specola nei prossimi 3-5 anni è rafforzare i nostri quattro principali programmi scientifici: osservazione astronomica, scienza meteoritica, fisica teorica/cosmologica e computazione astronomica/meteorologica.

Abbiamo due progetti principali per il VATT nell'arco dei prossimi 3-5 anni: il primo è convertire il telescopio da un modello osservativo tradizionale a una modalità “service”. Negli ultimi 30 anni, gli astronomi sono stati assegnati intere notti (tipicamente 3-7 notti consecutive) al telescopio per osservare per i loro rispettivi programmi scientifici. Tuttavia, questa modalità tradizionale di osservazione non ha permesso programmi osservativi più sofisticati, come il monitoraggio a lungo termine di oggetti astronomici interessanti su periodi più lunghi (qualche mese). Passando alla modalità ‘service’, il telescopio può osservare diversi tipi di oggetti in una singola notte – coprendo una gamma di progetti e programmi scientifici – sotto la guida di un singolo operatore del telescopio. La robotizzazione del VATT è un ulteriore aiuto per utilizzare il telescopio in modalità service. La nostra seconda visione è aprire il 20% del tempo del telescopio all'educazione, in modo che studenti universitari selezionati da tutto il mondo (specialmente da università con poche risorse) possano imparare a usare un telescopio di ricerca e proporre piccoli progetti di ricerca per il VATT. Svilupperemo esercizi osservativi per aiutare professori e studenti a iniziare questo processo.

Negli ultimi 15 anni, il laboratorio meteoritico ha reso un grande servizio alla comunità dei corpi solari innovando e fornendo misurazioni delle proprietà fisiche delle meteoriti. Ora dobbiamo attrezzare il laboratorio per fornire la prossima generazione di misurazioni sulle meteoriti per gli studi del sistema solare. Stiamo esplorando modi per effettuare misurazioni spettroscopiche sulle meteoriti, per comprendere la loro composizione chimica. Fr. Guy Consolmagno farà un sabbatico quest'anno alla Le Moyne University per approfondire i suoi studi, mentre Fr. Bob Macke esplorerà un programma sabbatico per imparare nuove tecniche per il laboratorio di meteoriti.

Vogliamo anche rafforzare il nostro gruppo teorico nei prossimi anni. Oggi, il team principale che guida questo programma è composto da P. Gabriele Gionti e Don Matteo Galaverni. Speriamo che nuovi membri del team si uniranno a noi nei prossimi anni.

Infine, la Specola è entrata nel dominio del calcolo ad alte prestazioni dal 2020 con l'arrivo di P. Richard D’Souza e P. Robert Janusz. L’aggiunta dello studio della meteorologia alla Specola con P. Bayu Risanto ha accelerato questo processo. Il machine learning e l’IA saranno una parte essenziale di questo processo nei prossimi anni.

Ci sono nuove linee di ricerca previste a partire dal 2026?

Con l'arrivo di nuovi ricercatori gesuiti alla Vatican Observatory nel 2026, la Specola si aprirà a nuove linee di ricerca. In particolare, stiamo prevedendo di lanciare studi su teoria di gruppi e perturbazioni in matematica, teoria nucleare stellare e astrobiologia. L’espansione di nuove aree di ricerca permetterà alla Specola di raggiungere ricercatori in questi nuovi ambiti, testimoniando che fede e scienza possono andare insieme.

Quali criteri guidano le scelte strategiche per la programmazione annuale?

I criteri utilizzati nella nostra programmazione annuale sono: migliorare le strutture/infrastrutture che abilitano una maggiore produttività nella ricerca scientifica e investire nella formazione continua degli astronomi. Aprire le risorse della Specola per invitare visite e collaborazioni di ricercatori esterni. Investire nell’educazione di ricercatori junior, specialmente da paesi in via di sviluppo, attraverso scuole estive, borse di studio e progetti.

Quali progetti di ricerca attualmente in corso avranno uno sviluppo chiave nel 2026?

I progetti che potrebbero avere una risposta immediata a breve termine sono la ricerca di una misura per la gravità quantistica nella formulazione della gravità discreta e il calcolo dell’entropia dei buchi neri con teorie alternative della gravità.

Inoltre, lo studio delle stelle giganti asintotiche (AGB) insieme all'Osservatorio di Roma potrebbe avere importanti sviluppi nell’anno prossimo. Questo progetto aiuterà i ricercatori a usare le stelle AGB per studiare galassie distanti con nuovi telescopi spaziali come JWST, EUCLID e il telescopio Roman.

È prevista l’introduzione di nuove tecnologie o metodologie (es. IA, analisi dati avanzata)?

A causa della grande quantità di dati presenti in astronomia, la comunità ha impiegato il machine learning per comprendere e ridurre i dati. La Vatican Observatory Summer School nel 2023 si è tenuta sul tema “Machine learning e IA in astronomia”. Quest’anno alla Specola, pianifichiamo di acquisire una GPU (Graphic Processing Unit) per accelerare le nostre applicazioni di machine learning. Questo ci darà anche la possibilità di capire come riscrivere il software esistente per farlo funzionare sulle GPU.

Sono previste collaborazioni scientifiche nuove o rafforzate?

Padre Gabriele Gionti e Don Matteo Galaverni stanno collaborando attivamente con il Prof. Sergio Cacciatori e il Dr. Federico Scali dell’Università di Como. Il team sta esplorando le “teorie alternative della gravità”, cercando di capire se le leggi scritte da Einstein siano l’unica spiegazione possibile o se esistano altre strade per descrivere il cosmo. L’obiettivo è capire cosa accade realmente al tessuto dell’universo quando cerchiamo di unire la gravità al mondo infinitesimale della meccanica quantistica. Quest’anno la Vatican Observatory insieme al Catalan Sky Survey ha presentato un progetto alla NASA per finanziamenti per continuare la ricerca e il follow-up di asteroidi con il VATT. Il Catalan Sky Survey è un survey internazionale che ha scoperto il maggior numero di asteroidi. Useranno il telescopio in modalità remota per circa 15-20 notti per cercare nuovi asteroidi e confermare scoperte esistenti. La collaborazione a lungo termine con l’Università di Vilnius continua, guidata da P. Richard Boyle e P. Robert Janusz. Usando il VATT, studiano un gran numero di ammassi aperti (collezioni di stelle) e scoprono nuovi asteroidi. Il dipartimento di Ingegneria dell’informazione, elettronica e delle comunicazioni dell’Università La Sapienza di Roma sta collaborando con tecniche di IA con la Specola per la tesi di dottorato di Sabereh Taghdisi Rastkar sull’elaborazione dei dati meteorologici di P. Bayu Risanto, S.J., con tecniche di intelligenza artificiale allo scopo di vedere se si riescono a riprodurre i risultati che P. Risanto ha già ottenuto con le leggi della meteorologia. P. Richard D’Souza collabora con l’Osservatorio di Roma per studiare come le stelle giganti luminose possano essere usate per studiare la storia delle galassie. Inoltre, insieme a ricercatori dell’Università del Michigan e del Space Telescope Science Institute, P. Richard continua a usare i telescopi Hubble e JWST per studiare le periferie di galassie vicine delle dimensioni della Via Lattea, nonché le loro galassie nane. Un nuovo studente gesuita della Fordham University passerà un’estate alla Specola per studiare come il machine learning possa essere usato per classificare spettri di stelle dal nuovo satellite europeo Euclid.

È previsto un maggiore coinvolgimento della Specola in progetti o missioni internazionali?

Fr. Bob Macke SJ continua a collaborare con la missione spaziale LUCY. Lucy è una missione spaziale esplorativa della NASA diretta verso 4 asteroidi troiani di Giove, che condividono la loro orbita attorno al Sole con Giove. P. Gabriele Gionti e Don Matteo Galaverni collaboreranno con il programma teorico del CERN. CERN è il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle, posto al confine tra la Francia e la Svizzera, alla periferia ovest della città di Ginevra.

Sono previsti programmi specifici per giovani ricercatori o studenti?

Nel 2026 sarà organizzata a Castel Gandolfo una conferenza di cinque giorni sulle domande aperte in gravità quantistica: Vatican Observatory Lectures in Quantum Gravity [https://indico.global/event/16082/]. Verranno riservati alcuni posti per studenti di dottorato e giovani ricercatori che si stanno formando in questo campo di ricerca. Abbiamo avviato un programma pilota unico aprendo il telescopio VATT agli studenti universitari delle Università Gesuite negli USA, grazie a un grande finanziamento. Saranno riservate 15-20 notti di telescopio per questo programma. Gli studenti potranno usare il telescopio in modalità remota sotto la guida di un professore locale della loro università. La Specola svilupperà diversi esercizi per loro per imparare a usare il telescopio prima di proporre progetti di ricerca con i loro professori. Nel 2026 diversi studenti di discipline scientifiche, principalmente di laurea magistrale e di dottorato, continueranno la collaborazione con diversi ricercatori della Specola sia a distanza sia prevedendo periodi di visita in sede. Provengono da Università di Bologna, Sapienza, Fordham University e Boston College, Stati Uniti. Fr. Bob Macke sta collaborando con Jesuit Worldwide Learning (JWL) per sviluppare un corso di astronomia online rivolto agli studenti dei campi profughi e delle zone di conflitto, comprese le ragazze in Afghanistan.

Quale contributo specifico può offrire la Specola Vaticana al dialogo tra fede e scienza nel 2026?

Oltre all’attività costante di partecipazione a seminari e convegni di tanti membri dello Staff, nel 2026 verranno organizzate anche alcune specifiche iniziative per mostrare come la Specola continui ad essere un ponte fra scienza e fede facendo ricerca scientifica.

Due corsi particolari sono organizzati quest'anno a livello di dialogo tra fede e scienza, per chi è interessato ad approfondire la comprensione di come fede e scienza vadano insieme. Il primo è il Spirituality and Astronomy 2026 Workshop [https://indico.global/event/16377/] previsto per la fine di agosto. L'altro si tiene negli USA a Tucson, Arizona, e si chiama evento ACME (Astronomy for Catholics in Ministry and Education [https://www.vaticanobservatory.org/education/acme/]). Entrambi gli eventi si tengono ogni due anni.

Quali sono le principali sfide che la Specola Vaticana prevede di affrontare nel prossimo anno?

Le principali sfide per la Specola Vaticana sono due: la prima è attrarre nuovo talento gesuita più giovane per fare ricerca alla Specola. La seconda sfida è sviluppare progetti e collaborazioni a lungo termine (5-10 anni) vitali per un uso fruttuoso del telescopio VATT. Questo include il monitoraggio a lungo termine di oggetti astronomici nonché il follow-up dettagliato di oggetti scoperti da telescopi survey più grandi. Questa seconda sfida dipende criticamente da quanto rapidamente riusciremo a robotizzare completamente il VATT e convertirlo alla modalità ‘service’ di operazioni.