Il resto di supernova W44, prodotto da un'esplosione stellare avvenuta circa 20.000 anni fa nella costellazione dell'Aquila, rivelato nei raggi gamma da AGILE (emissione giallo-arancione). Nella mappa sono riportate anche l'emissione radio rivelata dal Very Large Array (blu) e quella infrarossa rivelata dal satellite Spitzer (emissione rossa e verde). Crediti: AGILE team, G. Castelletti, G. Dubner.
Dove vengono prodotti i raggi cosmici, ovvero quel flusso di particelle – in gran parte elettroni e protoni – che viaggiano nello spazio e che ininterrottamente ‘bombardano’ anche la Terra? Fino ad oggi questa era una delle domande più dibattute e controverse dell’astrofisica, che per quasi ottanta anni ha dato impulso a numerose campagne osservative e importanti studi teorici che hanno coinvolto scienziati del calibro di Enrico Fermi e Vitaly Ginzburg, entrambi Premi Nobel. Nel tempo i sospetti degli astrofisici si erano sempre più concentrati sulle supernovae, o meglio, i loro ‘resti’: l’onda d’urto creata dalla bolla di materiale stellare espulso ad elevatissima velocità in seguito all’esplosione di un astro di grande massa al termine del suo ciclo evolutivo sarebbe in grado di accelerare nel tempo protoni e altri nuclei più pesanti fino alle energie che osserviamo con i nostri strumenti. Mancava però la prova osservativa di questo processo. Che finalmente è arrivata grazie al contributo determinante di AGILE, satellite dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), realizzato in collaborazione con l’ Istituto Nazionale di Astrofisica e l’ Istituto Nazionale di Fisica Nucleare .
AGILE ha infatti registrato per la prima volta con i suoi strumenti l’emissione di raggi gamma provenienti dal resto di supernova denominato W44, distante circa 6.000 anni luce dalla Terra, ad un particolare valore di energia, che per gli scienziati coinvolti nell’analisi dei dati è l’inequivocabile ‘firma’ prodotta proprio dai protoni accelerati dall’onda d’urto di W44. “Nel caso di questa sorgente molto interessante abbiamo potuto analizzare in grande dettaglio il segnale nei raggi gamma insieme all’emissione radio” dice Andrea Giuliani, primo autore dell’articolo sui risultati di AGILE, in pubblicazione sulla rivista The Astrophysical Journal Letters. “Confrontando queste due emissioni, abbiamo verificato minuziosamente l’ipotesi che siano i protoni accelerati a produrre l’emissione gamma osservata e non gli elettroni. C’è stata di grande aiuto la “firma del pione neutro” che è evidente dai dati di AGILE”. I pioni neutri, particelle elementari prive di carica, vengono infatti prodotti dalle interazioni dei protoni accelerati a velocità prossime a quelle della luce con la materia in movimento che compone il resto della supernova. Decadendo, emettono raggi gamma che nel caso di W44 sono stati registrati dagli strumenti a bordo del satellite italiano.
“Le caratteristiche di AGILE rendono possibile la rivelazione di raggi gamma proprio in corrispondenza delle energie a cui irraggiano i pioni neutri con una firma inequivocabile” sottolinea Marco Tavani, dell’INAF, Principal Investigator di AGILE. “E’ la prima volta che viene ottenuto questo risultato ed esso conferma l’ipotesi che gli shock prodotti dai resti di supernova accelerino protoni. Altre analisi future sono necessarie per verificare se tali osservazioni siano in grado di spiegare anche altre proprietà dei raggi cosmici e la loro propagazione nella Galassia”.
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