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L'UNIVERSO INVISIBILE

Astronomia gamma

Identificazione delle sorgenti gamma

Muniti di telescopi con risoluzione angolare alquanto mediocre (di sovente qualche grado, nella migliore delle ipotesi 0.25°), gli astronomi gamma non sono generalmente in grado di "risolvere" le sorgenti di radiazione gamma, salvo nel caso di sorgenti molto estese. Quando rivelano una sorgente dalle dimensioni angolari inferiori alla risoluzione dei loro telescopi, la classificano come una sorgente puntiforme. L’emissione viene posizionata all’interno di una regione di incertezza (quadrata o circolare) corrispondente alla zona di cielo dove la sorgente ha la maggior probabilità di trovarsi. Le dimensioni della regione di incertezza dipendono dalla risoluzione angolare del telescopio e dall’intensità della sorgente. L’evoluzione dei telescopi gamma ha fornito regioni di incertezza sempre più piccole, qualche decina di primi ad alta energia con EGRET, e dell’ordine di qualche primo a bassa energia con SIGMA e con lo strumento IBIS di INTEGRAL. In alcuni casi, la natura della sorgente gamma può essere svelata grazie all’identificazione diretta con un oggetto celeste già noto ad altre lunghezze d’onda, basandosi sulla coincidenza delle posizioni nel cielo. Occorre che la regione di incertezza associata alla sorgente gamma sia piccola e che l’oggetto in questione sia giudicato capace di emettere radiazione gamma. In tutti gli altri casi, è sempre molto difficile decidere se una sorgente gamma, cosiddetta puntiforme, sia effettivamente associata ad un oggetto di tipo stellare, o se sia piuttosto di natura diffusa.

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Il solo metodo in grado di fornire un’identificazione sicura di una sorgente gamma con un oggetto contenuto nella regione d’incertezza è la misura di variazioni temporali comuni. Anche in mancanza di una controparte chiaramente identificata ad altre lunghezze d’onda, la scoperta di una qualsivoglia variazione temporale è sufficiente per escludere l’origine diffusa, ad esempio una nube interstellare, le cui dimensioni sono incompatibili con la variabilità. Come ultima risorsa, la spettro della radiazione emessa da una sorgente gamma può fornire delle utili indicazioni sulla natura dell’astro responsabile dell’emissione.

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Confronto tra la precisione di posizionamento di una sorgente gamma ottenuta con il telescopio EGRET (cerchio rosso di raggio 30’) e con GLAST (cerchi gialli) nel caso si tratti di una sorgente debole (rivelazione a 5s e raggio del cerchio di incertezza 7’ ) oppure di una sorgente brillante, che può essere posizionata a meglio di 1’ e, nella figura, appare sovrapposta alla sua controparte X.

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Il problema delle sorgenti gamma non identificate

Più del 60% delle sorgenti gamma osservate col telescopio EGRET non sono ancora state identificate. In particolare nel terzo catalogo di EGRET sono 170, su un totale di 271, le sorgenti che aspettano di essere identificate. È possibile che tra le sorgenti gamma non ancora identificate si nascondano diverse classi di oggetti. Ci sono alcune caratteristiche che accomunano tutte queste sorgenti:

- Sono caratterizzate da processi di emissione non termica

- Il rapporto tra la luminosità gamma e la luminosità in un’altra banda di energia è sempre elevato sia che si tratti di raggi X sia che si tratti di radiazione visibile o radio

- Alcune sorgenti si ammassano nel piano galattico e sembrano essere correlate a resti di supernova

- Alcune sorgenti sono variabili nel tempo

- Le sorgenti ad elevata latitudine galattica presentano la distribuzione isotropa nel cielo caratteristica degli oggetti extragalattici

- Si nota una concentrazione di sorgenti a medie latitudini probabilmente collegate a regioni di formazione stellare relativamente vicine al Sole.

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