In primo piano, i due telescopi MAGIC installati sull'isola di La Palma alle Canarie. Sullo sfondo, in alto a sinistra il Telescopio Nazionale Galileo dell'INAF e a destra il Gran Telescopio Canarias. Crediti: R. Wagner, Max Planck-Institut fur Physics
Quasi mille anni fa, la sua comparsa nei nostri cieli fu un evento davvero sensazionale. Quella supernova apparsa nel 1054 in direzione della costellazione del Toro era infatti così brillante da essere visibile per alcuni giorni ad occhio nudo anche con il sole alto, come riportato nelle osservazioni condotte dagli astronomi cinesi dell’epoca. Oggi ciò che resta di quella immane esplosione, ovvero una stella di neutroni in rapida rotazione avvolta in una nebulosa di gas e polveri, ribattezzata Crab (Granchio), è ancora uno tra gli oggetti celesti più studiati. Certo, non affidandoci più solo alla nostra vista, ma utilizzando “occhi” artificiali capaci di indagare regioni dello spettro elettromagnetico ben più ampie. Ed è proprio grazie a questi strumenti, che operano sia da terra che dallo spazio, se in questi ultimi mesi la Nebulosa del Granchio sta mostrando un volto inedito. Volto emerso da recenti osservazioni in cui gli scienziati italiani hanno giocato un ruolo di primo piano. Ad aprire la strada di un nuovo, affascinante capitolo nello studio di questo oggetto celeste sono stati i risultati del satellite italiano per astronomia gamma AGILE, poi confermati dalle osservazioni del suo “collega” Fermi della NASA, che aveva scoperto improvvise impennate nel flusso di raggi gamma emessi da questa sorgente. A continuare ed estendere lo studio della nebulosa del Granchio nelle alte energie arrivano ora i dati raccolti dai due telescopi gemelli MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov) che operano nell’osservatorio di Roque de los Muchachos, sull’isola di La Palma alle Canarie.
Quelli che sono i due più grandi telescopi per raggi gamma al mondo, a cui per l’Italia collaborano l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), hanno registrato i raggi gamma emessi dalla pulsar al centro della nebulosa a energie ben superiori ai 50 GeV (miliardi di elettronvolt), dove fino ad ora gran parte della strumentazione risultava non essere sensibile, scoprendo un’emissione periodica di brevi impulsi che si estendono fino a 400 GeV. Valori che sono anche 200 miliardi di volte più elevati di quelli della luce visibile. Un risultato che ha spiazzato gli scienziati, poiché le teorie attuali che spiegano i meccanismi di produzione dei raggi gamma nelle pulsar pongono un limite all’energia di questa radiazione che è almeno 50 volte inferiore di quella registrata.
“Le recenti misurazioni di MAGIC, insieme a quelle del satellite per astronomia gamma Fermi che ha effettuato osservazioni a energie più basse, forniscono informazioni sull’emissione di raggi gamma che va da un decimo di GeV a 400 GeV”, commenta Lucio Angelo Antonelli dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Roma. “Questi dati osservativi creano grandi difficoltà a gran parte delle teorie che finora hanno cercato di spiegare il meccanismo alla base dei processi di emissione delle pulsar e che prevedono limiti energetici molto più bassi per le emissioni ad alta energia. Allo stesso tempo, queste misure forniscono agli studiosi delle pulsar nuovi dati per colmare l’enigmatico meccanismo di produzione dei raggi gamma emessi da questi oggetti estremamente compatti”.
“Le stelle di neutroni sono oggetti estremamente densi con masse comparabili a quella solare ma con un raggio dell’ordine della decina di km”, spiega Alessandro De Angelis, dell’Università di Udine e dell’INFN. “Il periodo di rotazione di una stella di neutroni – prosegue De Angelis – è sorprendentemente regolare e veloce: una rotazione completa può avvenire in un tempo che va da un millesimo di secondo fino a una decina di secondi. Durante la rotazione, la stella di neutroni genera particelle cariche, perlopiù elettroni e anti-elettroni. Le particelle generate seguono le linee del campo magnetico che ruotano alla stessa velocità della stella di neutroni. Le particelle irraggiano emettendo luce in gran parte dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio alla radiazione gamma. Ogni qualvolta questo fascio collimato di radiazione attraversa la nostra linea di vista, la sua emissione può essere osservata, proprio come la luce di un faro in lontananza”, conclude De Angelis.
Per saperne di più:
- L’infografica sui telescopi MAGIC
- Il comunicato stampa congiunto INFN-INAF
- L’articolo “Phase-resolved energy spectra of the Crab Pulsar in the range of 50-400 GeV measured with the MAGIC Telescopes” della MAGIC collaboration et al. in pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics