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26 Nov 2009

La sorgente Cyg X-3 continua a essere al centro dell’attenzione. Dopo la pubblicazione online dei dati del satellite italiano AGILE sulla rivista Nature, adesso tocca al Large Area Telescope a bordo del satellite della NASA Fermi, missione che vede una importante partecipazione dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). Sulla versione online della rivista Science disponibile oggi, Fermi-Lat, oltre a confermare quanto osservato da Agile, aggiunge la prova definitiva dell’identità della sorgente: la sua firma temporale. Dopo essere stato in lista d’attesa per più di 30 anni, Cyg X-3 è dunque il primo microquasar identificato con certezza come sorgente di raggi gamma di alta energia.

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Cyg X3 è una brillante sorgente X nella costellazione del Cigno, scoperta alla fine degli anni ‘60 del secolo scorso. L’emissione X è modulata con un periodo di 4,8 ore, un dato che indica la natura binaria del sistema responsabile dell’emissione. Un oggetto compatto, vuoi una stella di neutroni, vuoi un buco nero, produce radiazione X accrescendo materia da una stella di tipo Wolf Rayet, una stella  molto più giovane, più grande e molto più calda del nostro Sole, dotata di un poderoso vento stellare. Proprio il vento stellare nutre la sorgente X, accumulandosi ordinatamente in un disco di accrescimento che ruota intorno all’oggetto compatto.

Fino a qui sarebbero le caratteristiche tipiche di un sistema binario che emette radiazione X. Cyg X-3 ha un caratteristica veramente unica: di tanto in tanto produce spettacolari eventi di emissione radio, durante i quali può diventare la sorgente radio più brillante del cielo. Questi fuochi d’artificio radio, che dimostrano che la sorgente compatta è capace di accelerare particelle in modo molto efficace, hanno fatto classificare la sorgente come un microquasar, una versione ridotta e casalinga dei “mostri” del cielo (detti appunto quasar) che si trovano nel centro di lontane galassie.

Visto che quando ci sono particelle accelerate a grandissime energie è possibile che si produca radiazione gamma, per gli astronomi gamma Cyg X-3 è sempre stato nella lista di sorgenti da tenere d’occhio, ma per trent’anni si è assistito a un susseguirsi di rivelazioni e di smentite. Dovevano arrivare gli strumenti gamma di nuova generazione che sono oggi operativi per avere una risposta.

Pochi giorni fa, AGILE  ci ha detto che nei periodi immediatamente precedenti agli eventi radio, mentre la sorgente sta preparando le sue munizioni, si vede emissione variabile di alta energia. Oggi Fermi usa la sua maggiore sensibilità per andare oltre la semplice rivelazione della sorgente,  dimostrandoci che l’emissione gamma varia mentre l’oggetto compatto ruota intorno alla stella compagna. Oltre a seguire l’attività sporadica di accelerazione di particelle, il flusso gamma è modulato al periodo orbitale di 4,8 ore, la firma inconfondibile della sorgente che ci dà la sicurezza assoluta che il responsabile dell’emissione è proprio Cyg X-3.

“Grazie agli strumenti a nostra disposizione, il mistero di Cyg X-3 è in gran parte risolto”, dice Patrizia Caraveo, responsabile INAF per lo sfruttamento scientifico dei dati Fermi. “Certo che è quasi incredibile che dopo avere pazientato per più di 30 anni, nell’arco di una settimana la sorgente compaia due volte sulle pagine dei maggiori giornali scientifici del mondo, prima a opera di un satellite italiano e ora grazie a un satellite NASA con una importante partecipazione italiana. Si direbbe una sorgente made in Italy”.

“La grande sensibilità di Fermi, dovuta ai sofisticati e innovativi strumenti costruiti con un contributo decisivo dell'Italia - sottolinea anche Ronaldo Bellazzini, responsabile per l'INFN dell'esperimento Fermi -  ha permesso, in pochi mesi di osservazione di Cignus X-3, di misurare con precisione il periodo orbitale del mini buco nero nel suo viaggio attorno alla sua immensa stella compagna. Cignus X-3 è il primo esempio di 'quasars' galattico le cui caratteristiche sono state misurate con grande attendibilità”.

“Insieme, questi due risultati sono un premio per quasi 15 anni di impegno e investimenti italiani nella fisica delle alte energie, a partire dal satellite BeppoSAX” commenta Enrico Flamini, responsabile dei programmi di osservazione dell’Universo dell’ASI. “AGILE si conferma una missione assolutamente competitiva, capace di contribuire in modo determinante allo studio dei fenomeni più violenti dell’Universo, mentre FERMI deve buona parte dei suoi eccellenti risultati a tecnologie nate in Italia, oltre che al lavoro dei nostri scienziati”.

• »La puntata di "Scientificamente" dedicata a Cyg X3
• »La missione FERMI