La missione Glast
I raggi cosmici e l´emissione interstellare
I raggi cosmici sono particelle relativistiche che pervadono lo spazio. I raggi cosmici sono responsabili della radiazione gamma di alta energia all´interno della Via Lattea. La rilevazione di emissione diffusa a un centinaio di MeV, dovuta al decadimento del p0 prodotta dall´interazione di raggi cosmici di alta energia col mezzo interstellare, è una prova convincente della presenza di protoni accelerati nel mezzo interstellare. L´osservazione di una tale emissione nella Grande Nube di Magellano e la mancata osservazione nella Piccola nube di Magellano era un forte indizio dell´origine galattica dei raggi cosmici e della possibile assenza di questi nuclei nella Piccola nube di Magellano.
Il LAT consentirà di osservare con un dettaglio senza precedenti i fotoni gamma diffusi provenienti dal disco galattico permettendo successivamente di risalire alla distribuzione dei raggi cosmici all´interno della nostra galassia e nella galassie del gruppo locale.
Origine e accelerazione dei raggi cosmici
L´origine dei raggi cosmici ed, in particolare, il meccanismo responsabile della loro accelerazione non sono ancora del tutto compresi. Per chiarire i molti punti ancora aperti sarebbe necessario osservare direttamente i siti ove ha luogo l´accelerazione. Purtroppo non è ancora stato possibile effettuare osservazioni sufficientemente dettagliate delle regioni di produzione di raggi cosmici. Il LAT offre l´opportunità di poter osservare con un certo dettaglio le regioni del cielo dove si ritiene sia in corso l´accelerazione dei raggi cosmici.
Gli attuali modelli teorici e le osservazioni in banda X hanno permesso di avanzare l´ipotesi che i raggi cosmici siano accelerati nell´intervallo di qualche centinaio d´anni fino ad energie di 10 TeV nell´onda d´urto di una supernova.
Il processo di fuga dai resti di supernova verrebbe poi facilitato dal campo magnetico galattico.
GLAST offre l´allettante prospettiva di poter risolvere i resti di supernova, distinguendo le sorgenti compatte presenti in essi dall´emissione diffusa proveniente dai gusci in espansione. Verrà osservata l´emissione gamma dovuta al decadimento del p0 come indicatore dell´accelerazione dei protoni e quella dovuta a possibili processi di bremsstrahlung e Compton inverso prodotti da elettroni. Rilevare l´emissione del decadimento del p0 nei resti di supernovae pu&ògrave essere utile nella stima della densità di protoni nei raggi cosmici e del loro tasso di produzione.
Bremsstrahlung e Compton daranno informazioni sulla componente elettronica. Le attuali informazioni sui raggi cosmici provengono dalla misura della loro densità nei pressi della Terra. In particolare il rapporto 1/100 tra gli elettroni da 1 GeV e i nuclei è consistente col modello che prevede una produzione di raggi cosmici all´interno dei resti di supernovae. Per avere per&ògrave un quadro pi&ùgrave chiaro di questa fenomenologia è necessaria una stima di questo rapporto anche in altre regioni galattiche; questa stima è possibile soltanto attraverso l´osservazione dell´emissione diffusa di raggi gamma dalla galassia.
GLAST consentirà di misurare gli spettri dei resti di supernovae, in particolare la rivelazione dello spettro del processo Compton inverso di elettroni con energia compresa tra 0,2 e 2 TeV consentirà di studiare la distribuzione energetica di queste particelle nel flusso di raggi cosmici.
