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Il telescopio Fermi svela il mistero dei micro quasar

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  • CORDIS - NEWS 04/01/2010
  • ATTUAZIONE DI PROGRAMMA

logoIl telescopio spaziale a raggi gamma della Nasa Fermi ha rilevato con successo per la prima volta raggi gamma ad alta energia provenienti da Cygnus X-3, uno dei più forti sistemi binari del firmamento. Situato a circa 37.000 anni luce dalla terra, Cygnus X-3 è gemello di una stella calda e massiva con un oggetto compatto che emette getti radio gemelli di materia nello spazio alla velocità della luce. La scoperta permetterà agli scienziati di comprendere meglio l'accelerazione e il movimento delle particelle ad alta energia. La ricerca, pubblicata dalla rivista Science, è parte del progetto 'GAMMARAYBINARIES', finanziato con circa 750.000 euro dal tema 'Idee' del Settimo programma quadro dell'Unione europea (7° PQ).

I sistemi binari sono chiamati microquasar, essi sono simili a versioni ridotte delle galassie più distanti (ossia, le quasar). Gli esperti ritengono che queste galassie emettano materiale grazie a enormi buchi neri.

'Cygnus X-3 è una vera e propria microquasar ed è la prima per la quale sia dimostrabile una emissione di raggi gamma ad alta energia', spiega Stephane Corbel, dell'Università Diderot di Parigi, in Francia, uno degli autori dello studio.

Lo studio ha indicato che 'le emissioni di raggi gamma traggono la loro probabile origine dall'interno del sistema binario. Questo apre nuove prospettive di studio della formazione dei getti relativistici'.

Il sistema fu individuato dagli astronomi per la prima volta nel 1966 come una delle fonti più potenti di raggi X. Nel 1972 Cygnus X-3 ha fatto notizia in seguito ad una esplosione di frequenze radio che ha aumentato le proprie emissioni di frequenze radio migliaia di volte. Gli scienziati ritengono che ha avuto esplosioni radio regolari ad intervalli di 376 giorni. Cygnus X-3 è stato il primo sistema binario ad essere indicato dagli astronomi come prima fonte di raggi gamma. Proprio per queste osservazioni, i ricercatori sono stati costretti a sviluppare nuovi e migliori rilevatori di raggi gamma. Il risultato è il Large Area Telescope (LAT) a bordo della sonda Fermi.

Sulla base delle osservazioni effettuate, i ricercatori ritengono che al centro di Cygnus X-3 ci sia una enorme stella Wolf-Ravet. Le stele Wolf-Ravet sono stelle massive, calde e luminose con temperature tra i 25.000 e 50.000 kelvin. Questo calore risulta dal 'sanguinamento' della stella nello spazio in una forma che gli astronomi chiamano 'vento stellare'.

'Nel giro di soli 100.000 anni questo vento - veloce e denso - rimuove dalla stella Wolf-Ravet una massa equivalente a quella de nostro Sole', dice il dottor Robin Corbet dell'Università del Maryland, negli Stati Uniti. 'Un compagno compatto, racchiuso in un disco di gas caldo, gira intorno alla stella - sottolinea Corbet, aggiungendo che - questo oggetto con molta probabilità è un buco nero, anche se non è possibile per ora scartare l'ipotesi della stella di neutroni'.

Il LAT ha identificato modifiche alla produzione di raggi gamma di Cygnus X-3 relativa al moto orbitale del compagno di 4,8 ore. I ricercatori hanno scoperto che le emissioni più brillanti di raggi gamma avvengono quando il disco è al lato estremo dell'orbita.

'Questo ci suggerisce che raggi gamma nascono dall'interazione tra gli elettroni in rapido movimento al di sopra e al di sotto del disco e la luce ultravioletta della stella', continua Corbet.

I fotoni ultravioletti guadagnano energia e si sviluppano in raggi gamma quando i fotoni colpiscono le particelle che si muovono ad una frazione significativa della velocità della luce. 'Il processo funziona al meglio quando un elettrone energetico già diretto verso la Terra è coinvolto in una collisione diretta con un fotone ultravioletto', spiega Guillaume Dubus, del Laboratorio francese di astrofisica. 'Questo si verifica con più frequenza quando il disco è sul lato estremo dell'orbita'.

I ricercatori che hanno partecipato allo studio sono francesi, tedeschi, italiani, giapponesi, svedesi e statunitensi.

Il progetto GAMMARAYBINARIES ('Exploring the gamma-ray sky: binaries, microquasars and their impact on understanding particle acceleration, relativistic winds and accretion/ejection phenomena in cosmic sources') è coordinato dall'Università Joseph Fourier di Grenoble 1, in Francia. GAMMARAYBINARIES è stato avviato nel 2008 e se ne prevede la conclusione nel 2013.

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Quadro di finanziamento
  • 7FP-IDEAS : IDEE: programma specifico del Settimo programma quadro (2007-2013) di attività comunitarie di ricerca, sviluppo tecnologico e dimostrazione
Area di interesse
  • Unione Europea