C’è anche l’università di Siena nella squadra internazionale che ha coinvolto telescopi spaziali e terrestri, nonché centinaia di ricercatori in tutto il mondo, permettendo di registrare, per la prima volta in assoluto, fotoni di altissima energia emessi da un “lampo gamma”, o GRB (dall’inglese Gamma-Ray Burst), risultato di una potentissima esplosione cosmica osservata lo scorso 14 gennaio. A captare questi fotoni, che hanno raggiunto energie del tera-elettronvolt, ovvero mille miliardi di volte più elevate di quelli della luce visibile, sono stati i telescopi gemelli Magic sulle isole Canarie.
I risultati di questa importante scoperta, per cui fondamentale è stato il contributo scientifico italiano, con l’Istituto nazionale di astrofisica (INAF), l’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN), l’Agenzia Spaziale Italiana e varie Università, sono stati pubblicati ieri, 20 novembre, su due articoli dall’autorevole rivista scientifica Nature. In particolare il primo riporta la storica osservazione del segnale di altissima energia; nel secondo, frutto di un’ampia collaborazione con altri gruppi di ricerca, le osservazioni di MAGIC sono state combinate con quelle contemporanee e coordinate di molti altri osservatori, sia orbitanti su satelliti che terrestri, permettendo di individuare una nuova componente di emissione mai osservata prima in eventi simili.
L’Università di Siena è coinvolta nella collaborazione MAGIC sin dalla sua fondazione col gruppo congiunto UniSi – INFN Pisa, coordinato dal professor Riccardo Paoletti del dipartimento di Scienze fisiche, della terra e dell’ambiente, ed ha ricoperto nel tempo varie e cruciali responsabilità sull’hardware, sulle osservazioni, sullo sfruttamento scientifico dei dati, sulla gestione e sul coordinamento scientifico del progetto. Fanno parte del gruppo Giacomo Bonnoli (coordinatore del Physics Working Group dedicato alle sorgenti extra-galattiche) e gli studenti della scuola di dottorato in Fisica sperimentale Lorenzo Bellizzi, Stefano Truzzi e Sofia Ventura. Collabora attivamente anche Alessandro Marchini, col monitoraggio ottico dell’attività delle sorgenti extra-galattiche variabili effettuato dall’Osservatorio Astronomico dell’Ateneo.
“Un Gamma-Ray Burst della classe cui appartiene il GRB190114C, oggetto di questa scoperta, – spiega il professor Paoletti – è una breve, improvvisa e imprevedibile, potentissima esplosione associata al collasso finale di una stella di grande massa ospitata in una lontana galassia e giunta al termine della propria evoluzione. Sinora l’energia massima misurata per un fotone proveniente da una di queste esplosioni era stata di circa 90 GeV. MAGIC ha potuto osservare fotoni oltre dieci volte più energetici del record precedentemente riscontrato. Un risultato senza precedenti, che fornisce nuove informazioni fondamentali per la comprensione dei processi fisici in atto nei GRB”.
“MAGIC – sottolinea Giacomo Bonnoli – è progettato per reagire automaticamente e in pochi secondi alle allerte diramate in tempo reale da speciali satelliti ‘sentinella’. Si tratta della prima osservazione coronata da successo in oltre 15 anni di attività, in quanto le allerte osservabili da terra sono abbastanza rare. Nelle poche occasioni precedenti la Natura era stata sempre abbastanza avara, con esplosioni non altrettanto potenti o troppo lontane per essere rivelabili da MAGIC. Inoltre MAGIC in passato non era stato mai tanto sensibile e affidabile nella reazione tempestiva come ultimamente, grazie a quindici anni di progressiva e incessante maturazione tecnica. Questa scoperta è una pietra miliare nel settore e apre la strada ad una comprensione più profonda di queste affascinanti esplosioni cosmiche”.
La collaborazione MAGIC ha progettato e costruito, mantiene e sfrutta scientificamente una coppia stereoscopica di telescopi per raggi gamma che adotta la tecnica di Imaging per effetto Cherenkov in atmosfera; gli strumenti sono situati alle Isole Canarie e caratterizzati dagli specchi più ampi al mondo tra i telescopi omologhi attualmente operativi (17 metri di diametro degli specchi primari), dal puntamento veloce (possono spostare il puntamento verso qualsiasi direzione di cielo accessibile in meno di 20 secondi), e dalla risposta completamente automatica alle allerte osservative. Operativo con un primo telescopio dal 2004 e con due telescopi dal 2009, MAGIC ha all’attivo oltre 140 pubblicazioni sulle principali riviste di settore. La collaborazione comprende circa 150 scienziati affiliati a 25 istituti di una decina di paesi europei. Per l’Italia partecipano alla collaborazione MAGIC l’INAF e l’INFN con molte loro sedi, e le Università di Udine, Padova e Siena.
Gli articoli pubblicati su Nature:
“Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C”, (https://doi.org/10.1038/s41586-019-1750-x)
“Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst” (https://doi.org/10.1038/s41586-019-1754-6)