I detector di raggi gamma più potenti del mondo. L’High Altitude Water Cherenkov (HAWC) observatory aiuterà i ricercatori a la radiazione elettromagnetica a più alta energia. Crediti: Jordan Goodman, HAWC Collaboration
Venerdì 20 marzo (alle ore 17:30 italiane) verrà inaugurato il nuovo osservatorio High Altitude Water Cherenkov (HAWC), con cui verranno rilevati i raggi gamma come mai è stato possibile finora. La struttura si trova a 4100 metri di altitudine alle pendici del vulcano Sierra Negra accanto alla vetta del Pico de Orizaba, vicino Puebla in Messico. HAWC è stato costruito con il contributo di 15 istituzioni statinitensi, tra cui la National Science Foundation e del Dipartimento per l’Energia, e di 12 enti messicani, come il Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT).
I raggi gamma vengono prodotti dai fenomeni più energetici e drammatici (nonché spettacolari) dell’Universo, come buchi neri e supernovae e grazie a questo nuovo osservatorio sarà possibile studiarli nel dettaglio. Dopo sei anni di lavoro, questa struttura è pronta per lavorare a pieno ritmo rilevando la radiazione elettromagnetica a più alta energia integrando anche altri osservatori di raggi gamma sparsi in tutto il mondo, come VERITAS, HESS, Magic e in futuro anche CTA (progetto in cui l’Italia partecipa attivamente attraverso anche l’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF). Gli scienziati affermano che HAWC sarà dalle 10 alle 15 volte più sensibile rispetto al suo predecessore, l’esperimento Milagro a Los Alamos, e monitorerà continuamente due terzi del cielo ogni 24 ore.
A differenza di telescopi ottici o dei radiotelescopi che osservano direttamente la luce e le emissioni radio provenienti dai diversi fenomeni astronomici, HAWC studierà i raggi gamma indirettamente. Quando si verificano eventi come esplosioni di supernovae e lampi gamma (gamma ray burst – GRB), questi rilasciano nell’ambiente circostante raggi cosmici e raggi gamma che interagiscono con gli atomi dell’atmosfera terrestre. Queste collisioni provocano reazioni a catena che producono a loro volta piogge di particelle.
Ed è proprio così che le particelle energetiche colpiscono la Terra, dove – appunto – è stato costruito l’osservatorio HAWC che le rileverà grazie a 300 serbatoi, ognuno pieno di circa 188.000 litri di acqua purissima. Come funziona? Quando le particelle passano attraverso i serbatoi, viaggiano più velocemente della luce nell’acqua. Mentre viaggiano attraverso l’acqua, le particelle emettono lampi chiamati radiazioni Cherenkov. I serbatoi sono dotati di rilevatori che cattureranno questa particolare radiazione e ne studieranno le caratteristiche per discriminare gli sciami originati dai raggi gamma da quelli prodotti dai raggi cosmici e per determinare la direzione di arrivo dei raggi gamma insieme alla loro energia.
Secondo Patrizia Caraveo, direttrice dell’INAF-IASF di Milano ed esperta delle alte energie, «Hawc è uno “strano” osservatorio: i rivelatori sono grandi serbatoi d’acqua capaci di “vedere” raggi gamma provenienti da qualsiasi direzione del cielo. Ovviamente non possono puntare e questo li rende assolutamente non competitivi con i telescopi Cherenkov ottici in termini di sensibilità per la rivelazioni delle sorgenti. Pensiamo che Milagro, dopo anni di operazioni ha rivelato una manciata di sorgenti contro le oltre 100 rivelate dai telescopi Cherenkov nello stesso lasso di tempo». Ha poi aggiunto: «Tuttavia i rivelatori ad acqua, oltre a coprire tutto il cielo accessibile dal sito, operano in continuazione, giorno e notte, con e senza Luna, e questo li rende competitivi per lo studio degli oggetti variabili. Hawc potrebbe avere la possibilità di rivelare un Gamma Ray Burst ad energie estremamente alte e questo sarebbe un bellissimo risultato».
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