Lo strumento LAT del satellite Fermi ha scoperto un superflare a raggi gamma proveniente dalla Nebulosa del Granchio il 12 aprile 2011. Le immagini ci mostrano solo i raggi gamma superiori ai 100 milioni di elettronvolt, provenienti da questa regione. In entrambe le immagini sono state eliminate le emissioni durante prodotte dalla Pulsar del Granchio, mostrando il cielo tra i suoi impulsi. La sorgente luminosa di sotto è la pulsar Geminga. A sinistra, la regione 20 giorni prima del flare, a destra, il 14 aprile. NASA/DOE/Fermi LAT/R. Buehler
Un flare, un violento lampo di fotoni ad alta energia, un evento prodotto dai resti di una supernova, della Nebulosa del Granchio. Questi lampi di fotoni al alta energia, che per ben dodici settimane sono stati osservati, hanno però una peculiarità nuova: sono infatti cinque volte più intensi di qualsiasi altra emissione registrata in precedenza da questa sorgente astrofisica.
L’osservazione è stata fatta dal satellite Fermi, l’esperimento dedicato allo studio dei raggi gamma, cioè fotoni dotati di energie altissime, alla quale l’Italia partecipa con l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ed è stata poi confermata anche da Agile, piccolo satellite scientifico dell’ASI in collaborazione con INAF ed INFN.
Questo risultato è stato al centro del terzo simposio internazionale dedicato al satellite FERMI, in programma in questi giorni a Roma. La variabilità e l’imprevedibilità delle sorgenti gamma – sottolinea Ronaldo Bellazzini responsabile INFN per il satellite FERMI – si conferma ancora una volta come una delle caratteristiche fondamentali del cielo osservato alle altissime energie, e gli astrofisici teorici ora sono al lavoro per trovare una spiegazione plausibile per questa spettacolare scoperta”.
Gli astrofisici ritengono che queste emissioni molto energetiche siano il risultato di processi fisici che hanno a che fare con le veloci rotazioni tipiche delle stelle di neutroni. E le teorie concordano sul fatto che questi flare abbiano origine a circa un terzo di anno luce dalla stella di neutroni, anche se tutti gli sforzi finora compiuti per comprendere con più precisione la loro localizzazione sono stati vani.
“La campagna di osservazioni X con il telescopio Chandra è iniziata immediatamente dopo il primo annuncio di variabilità ed è continuata per tutto il flare” dice Patrizia Caraveo responsabile scientifico per INAF del satellite Fermi. “Questa volta, purtroppo non è stato possibile osservare la Nebulosa anche con lo Hubble Space Telescope perché la sorgente si trovava troppo vicino al Sole”.
Si pensa che i lampi si verifichino quando l’intenso campo magnetico attorno alla pulsar subisce improvvisamente dei cambiamenti strutturali. Questi cambiamenti possono accelerare le particelle, come gli elettroni, a velocità prossime a quelle della luce. Quando gli elettroni, accelerati a queste altissime velocità, interagiscono con il campo magnetico della stella, emettono raggi gamma in un processo che è conosciuto come “emissione di luce di sincrotrone”. In conclusione, considerando l’intensità dei flare osservati, gli scienziati ritengono che gli elettroni che li hanno prodotti debbano aver avuto energie 100 volte maggiori di quelle che si possono raggiungere sulla Terra nei più potenti acceleratori di particelle, e che questi valori li rendano al momento anche gli elettroni più energetici a esser associati a una sorgente cosmica.