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10 Feb 2009

Un Universo molto più violento di quel che pensavamo. È quello che ci mostrano le ultime rilevazioni di SWIFT e FERMI, due telescopi orbitanti realizzati dalla NASA (lanciati rispettivamente nel 2004 e 2008) con l’importante contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana. A 30mila anni luce dalla Terra sono state individuate emissioni ripetute di raggi gamma “soft” (di bassa frequenza) provenienti da una stella rotante su se stessa con un campo magnetico 1000 volte più potente di quello di una Pulsar. L’oggetto in questione, tecnicamente una “Magnetar”, una stella super-magnetica, è il particolare risultato del collasso di una Supernova. “Si tratta di fenomeni – spiega Paolo Giommi, responsabile dell’ASI Science Data Center – che prima conoscevamo molto poco, ma che ora possiamo studiare meglio grazie proprio a questi nuovi strumenti che rendono visibili cose fino a poco tempo fa invisibili”. 

L’oggetto individuato da SWIFT e FERMI (che lo hanno osservato rispettivamente nella banda X e nella banda Gamma) si trova nella costellazione NORMA ed è stato chiamato SGR J1550-5418. E’ una stella di neutroni e, come gli altri risultati dell’implosione di una Supernova, ha due caratteristiche peculiari. La prima, di essere straordinariamente “denso” (in 12 miglia di diametro contiene più massa del Sole). La seconda, di ruotare su se stesso molto più lentamente di una normale Pulsar. Tra le stelle della sua tipologia, questa in particolare sarebbe la Magnetar più veloce mai osservata: compie un giro su se stessa ogni 2,07 secondi. La distanza dalla Terra e il fatto che la velocità della luce non è infinita, producono l’illusione di anelli concentrici in espansione osservata dagli astronomi. A “vedere” SGR J1550-5418 non sono stati solo SWIFT e FERMI, però. Alcune emissioni sono state registrate anche da altri satelliti: WIND, della joint missione congiunta tra la NASA e Japan Suzaku, e INTEGRAL dell’Agenzia spaziale europea.

"In questa gara fra satelliti certamente quello europeo INTEGRAL, ha ottenuto le osservazioni più sensibili e fornito la reazione più pronta per questo  spettacolare evento, permettendoci di rendere pubbliche attraverso la rete le informazioni relative ad ogni lampo appena dieci minuti dopo l'evento. In questo modo abbiamo visto in tempo reale che il burst più brillante varia con un periodo di 2.1 secondi, e questa è  la firma della stella di neutroni in rotazione nella sorgente 1E 1547.0-5408" ha dichiarato Sandro Mereghetti dell'INAF IASF-Milano.

"Informazioni preziosissime" aggiunge Andrea Tiengo, dell'INAF. "Applicando a questi dati tecniche che abbiamo sviluppato già in precedenza potremo, per la prima volta, determinare con grande precisione la distanza di una sorgente gamma di questo tipo."

In alcune fasi particolari, la Magnetar osservata da SWIFT e FERMI è in grado di emettere fino a cento esplosioni nell’arco di circa venti minuti. E “le più intense – sottolinea Loredana Vetere, coordinatrice di SWIFT dalla Penn State University – contengono più energia di quanta ne emetta il Sole in 20 anni”. “Sarei tentata di rinominare cambiare il nome del GBM (Glast burst monitor, lo strumento che studia le esplosioni gamma improvvise ad alta energia), a Soft gamma burst monitor” scherza Chryssa Kouveliotu al Centro di volo spaziale Marshall di Huntsville, ad Ala. Perché l’altra straordinaria caratteristica di questa Magnetar è che è una sorgente a ripetizione di raggi gamma “soft”, di bassa frequenza. “Solitamente – spiega Giommi – questi fenomeni erano stati osservati nella forma di esplosioni improvvise ma isolate, non ripetute”. Nel 2004, un’esplosione gigantesca proveniente da SGR 1806-20 fu talmente intensa da produrre effetti misurabili nella parte superiore dell’atmosfera terrestre, a 50mila anni luce di distanza.

"La capacità di FERMI, in concerto con SWIFT e altri telescopi  spaziali, di rivelare fenomeni esplosivi o altamente 
dinamici come i  Gamma Ray Burst o ai Soft Gamma Repeaters è una conseguenza diretta della elevata velocità di 
risposta dello strumento e della straordinaria copertura in energia dell'osservatorio” sottolinea Ronaldo Bellazzini, coordinatore del gruppo INFN dell'esperimento FERMI. “FERMI osserva il cielo da alcune migliaia di elettronvolt fino a 300 miliardi di elettronvolt, permettendo di studiare in profondità  fenomeni complessi ed elusivi come i SGR. È grande motivo di soddisfazione della comunità scientifica italiana aver contribuito in  modo decisivo alla realizzazione di questi strumenti".

La partecipazione italiana è rilevante in entrambe le missioni protagoniste di questa scoperta. Per SWIFT, l’Italia ha fornito lo ) specchio del telescopio XRT e la sua calibrazione; la base ASI di Malindi è utilizzata per il controllo del satellite mentre l’ASDC fornisce software scientifico e archiviazione dei dati. Nel caso di FERMI (che al momento del lancio, nel giugno del 2008, era chiamato GLAST, ed è stato rinominato in omaggio al grande scienziato italiano), è nato nel nostro Paese il cuore dello strumento scientifico principale, il Large Area Telescope (LAT).

E' proprio merito di LAT se FERMI è riuscito in meno tre mesi, dal 4 agosto al 30 ottobre 2008, a produrre la mappa più profonda e dettagaliata del cielo gamma di ogni altra missione spaziale. Un record appena siglato dalla prima lista delle sorgenti gamma di FERMI, resa pubblica sul sito della NASA. La lista contiene le 205 sorgenti sopra i 100 MeV più luminose e meglio localizzate dal telescopio spaziale, che confluiranno nel catalogo finale. Questi risultati seguono a stretto giro la pubblicazione del catalogo di sorgenti del satellite italiano AGILE, mostrando il grande fermento che in questo momento interessa l'astrofisica delle alte energie.

• »Leggi il comunicato stampa della NASA in italiano