Crediti: NASA Goddard Space Flight Center.
Alzando gli occhi al cielo in una notte limpida possiamo godere dello spettacolo di un immenso cielo ‘trapunto’ di stelle. Con un telescopio amatoriale potremmo individuare galassie, nebulose e affascinanti dettagli come i dischi che circondano Saturno. E anche potendo ottenere una radiografia dello spazio, come fanno gli astronomi che lavorano con i rilevatori di raggi X, certo non ci aspetteremmo di trovare qualcosa di diverso dagli stessi oggetti famigliari. Invece c’è di più: un bagliore di fondo che illumina tutta la galassia che abitiamo. Una fluorescenza conosciuta come Diffuse X-ray Background.
Oggi, a cinquant’anni dalla sua scoperta, i rilevamenti di un progetto NASA risolvono il mistero che da decenni circonda la sua origine: grazie a una serie di rilevatori di raggi X, volati nello spazio a bordo di un razzo già negli anni Settanta e completamente riprogettati, un team di astronomi guidato dall’italiano Massimiliano Galeazzi, e in forze presso il dipartimento di fisica del College of Arts and Sciences dell’Università di Miami, ha confermato che il bagliore diffuso nella Via Lattea proviene da un ammasso di plasma incandescente a poche centinaia di anni luce dal nostro Sistema Solare e conosciuta come local hot bubble, LHB.
L’origine del tenue fulgore di raggi X è sempre stata controversa e difficile da distinguere a causa della forte influenza esercitata dal Sole nel nostro sistema planetario. Lo studio del College for Arts and Sciences appena pubblicato su Nature mette un punto alla questione: l’emissione X è dominata dalla caldissima bolla di gas presente nella Via Lattea, e solo per un 40% è attribuibile all’azione diretta del Sole.
«Ora sappiamo che entrambe le fonti sono responsabili del bagliore, ma in percentuale differente», spiega Galeazzi, primo firmatario dello studio, che abbiamo raggiunto nel suo studio di Miami. «Una scoperta importante perché conferma l’esistenza di una gigantesca bolla di gas incandescente all’interno della nostra galassia, e potrà essere utilizzata come base per i nuovi modelli di struttura della Via Lattea».
La ricerca, che ha visto coinvolto NASA, le Università del Wisconsin-Madison, Michigan, Kansas, la Johns Hopkins e il CNES francese, prevedeva il lancio di un razzo a orbite basse per analizzare l’emissione X e individuare la quantità di radiazioni proveniente dall’interno del nostro Sistema Solare e da LHB. I ricercatori hanno lavorato su bande di bassa energia – ¼ keV – e radiazioni con lunghezza d’onda dell’ordine di 5 nm.
«A questo livello basso di energia, la luce viene assorbita dal gas neutro nella nostra galassia ed è quindi possibile osservare direttamente la fonte ‘locale’ di LHB», prosegue Galeazzi. La bolla di gas è con tutta probabilità frutto di vento stellare o dell’esplosione di una Supernova. Emissioni simili di raggi X si verificano anche all’interno del nostro sistema planetario, quando il vento solare si scontra contro gas neutri. Succede con le particelle di idrogeno neutro ed elio che attraversano il nostro vicinato spaziale per via del movimento del Sole all’interno della Galassia, catturando elettroni ed emettendo radiazione X. Un processo conosciuto come ‘solar wind charge exchange’.
I ricercatori dell’Università di Miami, guidati dall’italiano Massimiliano Galeazzi. Lo studio ha coinvolto insieme a NASA, le Università del Wisconsin-Madison, Michigan, Kansas, la Johns Hopkins e il CNES francese.
Il team di Galeazzi ha ricostruito, collaudato, ricalibrato e ammodernato i vecchi rilevatori di raggi X montati sui vettori volati negli anni Settanta nel corso di più missioni. Li ha adattati ai razzi NASA di ultima generazione e, prendendo a prestito alcune componenti dallo Space Shuttle volato nel 1993 (prima missione progettata per questo tipo di studio), ha assemblato uno strumento efficace. Il razzo, decollato dal White Sands Missile Range NASA in New Mexico il 12 dicembre 2012, ha raggiunto un’altitudine di 258 chilometri ed è rimasto in volo nell’atmosfera terrestre per appena cinque minuti. Quanto basta perché svolgesse la sua missione con successo.
Ora che le ricerche hanno portato a questo importante risultato, Galeazzi e compagni pensano a un nuovo lancio. La missione sarà simile per design e obiettivi, ma avrà strumenti più sofisticati per caratterizzare meglio le emissioni registrate. Il lancio è previsto per dicembre 2015.