I fotoni blu della Nebulosa Granchio “visti” da un super telescopio italiano sull’Etna
Osservata per la prima volta la Nebulosa Granchio alle altissime energie del TeV attraverso un rivoluzionario telescopio sperimentale, il Cherenkov Astri-Horn messo a punto da ricercatori italiani. Il prototipo, installato presso l’osservatorio di Serra la Nave nel Parco dell’Etna, è stato testato per 29 ore tra dicembre 2018 e gennaio 2019, mostrando appieno l'efficacia della tecnologia nell'intercettare i cosiddetti fotoni blu (che nascono dall'interazione dei raggi gamma con l'atmosfera terrestre). Grazie all'innovativa osservazione della Nebulosa Granchio, il resto di una supernova sito nella costellazione del Toro, gli scienziati potranno produrre in serie questi telescopi, dedicati allo studio della radiazione più energetica prodotta dagli oggetti celesti.
Orgoglio italiano. I telescopi di tipo Cherenkov tradizionali vengono utilizzati da decenni per studiare la radiazione più energetica emessa dagli oggetti celesti, i raggi gamma. Essi sono composti da un unico specchio e da un pesante rilevatore, che limitano il campo visivo. Il prototipo italiano Astri-Horn si basa invece su una configurazione a doppio specchio chiamata specchio Schwarzschild-Couder, che permette l'installazione di un rilevatore molto più leggero e di ottenere un campo visivo decisamente più ampio. Inoltre esso è associato a una innovativa fotocamera con sensori al silicio (SiPM) caratterizzata da un'elettronica di lettura molto veloce. Il nome Astri-Horn deriva da quello del progetto ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana) del Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca (MIUR) e dell'INAF e da quello dell'astronomo italiano e direttore dell'Osservatorio di Bologna Guido Horn d’Arturo; fu il primo a proporre l'uso di specchi a tasselli per l'osservazione astronomica.
Come funziona. I raggi gamma non arrivano direttamente sulla superficie terrestre, ma vengono “bloccati” dall'atmosfera. Quando interagiscono con le particelle dell'atmosfera generano fotoni blu (la cosiddetta luce Cherenkov) che possono essere intercettati dagli omonimi telescopi. Come indicato, la nuova tecnologia italiana migliora l'efficacia di questa osservazione ad altissima energia, permettendo di carpire nuove e più dettagliate informazioni degli oggetti celesti immortalati. È stata messa nel mirino la Nebulosa Granchio poiché si tratta di una nota sorgente di raggi gamma, analizzata per la prima volta alle energie del TeV (Teraelettronvolt) nel 1986 dal telescopio a singolo specchio Whipple.
Verso il futuro. Nonostante il “disturbo” provocato dalle eruzioni dell'Etna, l'Astri-Horn ha dimostrato la piena efficacia della tecnlogia, dunque si procederà senza indugio alla realizzazione del futuro e potentissim Cherenkov Telescope Array (Cta), che sarà installato all'Osservatorio di Bologna. “Il risultato ottenuto da Astri-Horn rappresenta un traguardo importante, ottenuto nell’ambito delle tecnologie per l’astronomia in raggi gamma da Terra. Dimostra che la configurazione a doppio specchio proposta originariamente dal grande astrofisico tedesco, Karl Schwarzschild, funziona in modo egregio e apre nuove frontiere osservative nell’ambito dell’astronomia in raggi gamma”, ha dichiarato sul sito dell'INAF Giovanni Pareschi, astronomo dell’Inaf-Milano e Principal Investigator del progetto Astri. “Con i telescopi a due specchi è infatti possibile ottenere un campo visivo molto ampio pur mantenendo una configurazione molto compatta. Ciò permette l’uso di sensori innovativi a pixel piccolo e, in futuro, di osservare i raggi gamma di energia più alta, fino a qualche centinaia di TeV. L’utilizzo scientifico di telescopi a grande campo è di importanza fondamentale per l’astronomia gamma”, ha concluso lo studioso.
