Le prestazioni

Come è già stato detto, AGILE, grazie alla struttura tecnologicamente avanzata della strumentazione scientifica, potrà ottenere buone prestazioni pur avendo dimensioni molto ridotte. La caratteristica saliente di questo satellite sarà il suo grande campo di vista, circa 3 steradianti, finora il più vasto tra i telescopi del suo genere. Questo costituisce un grande vantaggio perchè a parità di numero di osservazioni, AGILE potrà garantire una maggiore copertura del cielo. L'area geometrica di raccolta di fotoni di AGILE sarà, rispetto al suo predecesore, EGRET, minore di circa un fattore circa 4. Nonostante ciò l'area effettiva di AGILE sarà in asse di poco inferiore a quella di EGRET (come si può vedere dalla figura 1.4), mentre per direzioni fuori asse di più di 30 gradi diventa maggiore. Grazie a queste caratteristiche il numero di conteggi di fotoni per sorgenti fuori asse sarà maggiore di quello ottenuto da EGRET a parità di tempo di osservazione.

Figure 1.4: L'area efficace di AGILE, EGRET e COMPTEL a confronto. Mentre per EGRET l'area efficace diminuisce drasticamente per angoli fuori asse, l'area efficace di AGILE rimane circa costante anche per direzioni molto fuori asse.

Figure 1.5: La risoluzione angolare di AGILE.

Oltre al grande campo di vista, un altro pregio di AGILE sarà la sua risoluzione angolare, anch'essa migliore di quella dei precedenti esperimenti di studio di radiazione gamma di alta energia. Questa caratterisctica è dovuta alle proprietà strutturali del tracciatore che avrà una risoluzione spaziale intrinseca molto migliore dei precedenti strumenti. La risoluzione angolare dipenderà però anche dalle tecniche di ricostruzione di eventi nel tracciatore, che sono ancora in fase di sviluppo. In figura 1.5 è mostrata la risoluzione angolare ottenuta attraverso tali tecniche che saranno studiate nel dettaglio nei capitoli successivi. La risoluzione angolare è limitata principalmente dalla quantità di scattering multiplo subito dagli elettroni nel tracciatore (vedi paragrafo ). Per questo essa migliora all'aumentare dell'energia dei fotoni mentre peggiora per fotoni fuori asse, lo spessore di materiale attraversato dagli elettroni infatti aumenta come l'inverso del coseno dell'inclinazione delle tracce. Dalla risoluzione angolare dipende anche la precisione nel posizionamento delle sorgenti, che è stimata essere compresa tra i 20 e i 5 primi di minuto d'arco, a seconda dell'intensità della sorgente, del suo spettro e della posizione nel cielo. Grazie alla buona risoluzione angolare, AGILE permetterà, al termine del programma osservativo, di rivelare sorgenti puntiformi con flussi minori di $10^{-7} ph\;cm^{-2} s^{-1}$ (per energie maggiori di 100 MeV), quindi comparabili con il flusso minimo rivelato da EGRET. La sensibilità dipenderà non solo dalle caratteristiche dello strumento, ma anche dall'intensità del fondo gamma nella zona di cielo osservata. Una mappa della sensibilità prevista in base ad un possibile programma di osservazioni è mostrata in figura 1.7.

Figure 1.6: In questa immagine è stata simulata la regione entro la quale AGILE posizionerebbe, con una confidenza del 95associata alla pulsar Crab (linea solida). La linea tratteggiata rappresenta l'analoga regione per EGRET.

Figure: Sensibilità raggiunta da AGILE dopo un possibile programma di osservazioni di due anni. In questa mappa il flusso limite rivelabile è compreso tra un minimo di $5 \;10^{-8} ph\;cm^{-2} s^{-1}$ (zone più chiare) e un massimo di $3 \;10^{-7} ph\;cm^{-2} s^{-1}$ (zone piú scure). Quasi tutte le sorgenti del catalogo EGRET sarebbero osservabili (simboli pieni).

Per ciò che riguarda l'energia dei fotoni studiati dal calorimetro, si stima che si otterrà una risoluzione energetica con $\Delta E /E   1$ a 200 MeV. L'imprecisione nell'inforazione sull'energia è dovuta principalmente alle piccole dimensioni del calorimetro che ha a disposizione solo 1.5 lunghezze di radiazione per assorbire le particelle generate nel tracciatore, per questo motivo la risoluzione energetica migliora al dimunuire dell'energia dei fotoni. Sarà possibile stimare l'energia degli eventi visti da AGILE anche misurando lo scattering multiplo subito dagli elettroni nel tracciatore. Un medoto di analisi delle tracce di questo tipo sarà presentato nel capitolo 5.

Table 1.1: Confronto tra le prestazioni di AGILE e le precedenti missioni dedicate all'emissione gamma maggiore di qualche decina di MeV

	SAS-2	COS-B	EGRET	AGILE
Campo di vista (sr)	0.25	0.25	0.5	3
Risoluzione angolare a un GeV (gradi)	2	2	1.3	0.7
Area efficace ($cm^{2}$)	116	120	1100	700
Sensibilità ( $ph cm^{-2} s^{-1}$)	$10^{-6}$	$10^{-6}$	$10^{-7}$	$<10^{-7}$
Risoluzione energetica	100%	50%	20%	100%
Banda di energie (MeV)	20 - 1000	30 - 5000	20 - 30000	30 - 50000