Il Gamma-Ray Large Area Space Telescope (GLAST) della NASA, realizzato in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana e la partecipazione dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica Italiano, ha cominciato la sua missione di esplorazione dell’universo sfruttando radiazioni altamente energetiche ed invisibili ai nostri occhi: i raggi gamma. Il satellite e i suoi sofisticati strumenti hanno infatti superato “alla grande” i consueti controlli orbitali dopo un lancio perfetto avvenuto l’11 giugno scorso da Cape Canaveral.
La NASA ha annunciato oggi che GLAST è stato dedicato ad un grande scienziato italiano e ribattezzato Fermi Gamma-ray Space Telescope, in onore di Enrico Fermi (1901 – 1954), uno scienziato poliedrico, pioniere dello studio delle particelle di alta energie che, tra l’altro, intuì il meccanismo fisico per accelerare i raggi cosmici che pervadono la nostra galassia e giungono fino a noi. "Fermi è stato il primo a intuire come le particelle cosmiche potessero essere accelerate ad alte energie, e questo lavoro fornì le fondamenta per comprendere la potenza di fenomeni che il satellite a lui dedicato osserverà" dice Paul Hertz, a capo del direttorato scientifico della NASA.
Per il commissario dell’Agenzia Spaziale Italiana Enrico Saggese “è il riconoscimento dell’eccellenza scientifica italiana in particolare nel settore della fisica delle alte energie, un campo fondamentale per comprendere le leggi che regolano l’universo. “Testimonianza, – aggiunge il vice-commissario Piero Benvenuti – dell’importante contributo che la nostra comunità scientifica e la nostra industria hanno dato e continuano a dare in questo importante settore con satelliti italianissimi quali Beppo SAX e AGILE, precursori fondamentali nella ideazione e realizzazione della missione GLAST, ora Fermi”.
Gli scienziati si augurano che il satellite Fermi scopra molte nuove “pulsars” nella nostra galassia, e molti oggetti extragalattici (blazar e radio galassie) rilevando i processi di energia propri di quei sistemi estremamente energetici che contengono oggetti compatti come stelle di neutroni e grandi buchi neri che sono il fulcro dell’attività di migliaia di galassie e sia così capace di fornirci gli elementi necessari a “disegnare” nuove leggi della fisica.
Per due mesi dal giorno del lancio del satellite avvenuto lo scorso 11 giugno, gli scienziati hanno controllato e calibrato i suoi due strumenti, il Large Area Telescope (LAT) e il GLAST Burst Monitor (GBM).
Il LAT team oggi ha reso pubblica la prima immagine del cielo ottenuta poco dopo l’accensione dello strumento. L’immagine mostra la radiazione diffusa prodotta dal gas della Via Lattea colpito dai raggi cosmicile pulsar che, come fari, si accendono e spengono ritmicamente e una abbagliante galassia distante miliardi di anni luce. La prima luce di GLAST/Fermi conferma i risultati ottenuti dal satellite dell’ASI AGILE (realizzato con il contributo scientifico di INAF e INFN) nel corso del suo primo anno di attività.
Per il Presidente dell’INAF, Tommaso Maccacaro "studiare la radiazione Gamma, la più energetica dello spettro elettromagnetico, ci permette di capire meglio i fenomeni più violenti che avvengono nell’universo, come le interazioni tra particelle elementari di altissima energia e i formidabili campi magnetici generati da stelle collassate o come le catastrofiche esplosioni di stelle ormai mature che danno origine alle pulsar o ai buchi neri. Si tratta di ricerca fondamentale e fa molto piacere sapere che il satellite per astronomia gamma GLAST è stato ribattezzato in onore del grande fisico teorico italiano Enrico Fermi. E’ infatti un riconoscimento di quanto importante sia la scienza di base, purtroppo spesso sacrificata in tempi di crisi, ma da cui può scaturire, assieme a nuova conoscenza, anche una miriade di applicazioni che cambiano in meglio la nostra vita quotidiana."
Il Gas sul piano della Via Lattea risplende nei raggi gamma grazie alla collisione con nuclei accelerati chiamati raggi cosmici. Anche la famosa pulsar del Granchio e quella nella costellazione delle Vele brillano a queste lunghezze d’onde. Si tratta di stelle di neutroni, oggetti molto compatti che si formano quando le stelle di grande massa esplodono, lasciando un nocciolo di materia che ruota con velocità strabilianti compiendo decine o centinaia di rotazioni al secondo. Queste stelle straordinarie furono in origine scoperte grazie alle loro emissioni radio. La terza stella di neutroni che brilla sul piano della galassie, chiamata Geminga perché è una sorgente gamma situata nella costellazione dei Gemelli, non emette segnali radio ed è stata capita grazie alla sua emissione in raggi X oltre che alle lunghezze d’onda visibili. Ci aspettiamo che il satellite Fermi possa scoprire molte di queste pulsar prive di emissioni radio e ci fornisca così informazioni chiave per comprendere come funzionano questi “esotici” oggetti celesti.
"Il nome Fermi dato a questa missione, – spiega Roberto Petronzio, presidente dell'Infn – oltre a celebrare uno degli scienziati che ha dato uno dei maggiori contributi alla fisica moderna, riconosce anche la convergenza sempre maggiore tra le ricerche effettuate nello spazio e le ricerche culturalmente cruciali per la fisica delle particelle, come lo studio della materia oscura. Quest'ambito di indagine, detto delle astroparticelle, che l'Infn ha tra i suoi più importanti fini istituzionali, sta ricevendo sempre maggiore attenzione a livello europeo ed è caratterizzato da una varietà di ambienti "estremi", dalle profondità dello spazio, alle profondità marine, fino a quelle terrestri, dove si svolgono ricerche fondamentali, come avviene nei laboratori sotterranei del Gran Sasso".
GLAST rivelerà con grandissima sensibilità e precisione sistemi e sorgenti cosmiche capaci di emettere in modo estremamente dinamico enormi quantità di energia sotto forma di raggi gamma. Questi sistemi comprendono fra l'altro pulsars, buchi neri supermassivi, resti di supernova e lampi gamma. GLAST si pone però anche altri importanti obiettivi scientifici che sono in comune con la Fisica subnucleare e delle particelle, come la ricerca della elusiva Materia Oscura e segni di nuove leggi della Fisica .
Caratteristica fondamentale del LAT è la copertura dell’intera volta celeste ogni tre ore durante la sua attività in modalità di scansione, modalità che occuperà la maggior parte del tempo di attività del telescopio durante il suo primo anno di orbita. La scansione del cielo così rapida permette agli scienziati di monitorare in tempi molto brevi i cambiamenti che avvengono nelle sorgenti di raggi gamma.
Gli strumenti individuano fotoni con energia che va dai 20 milioni di electron volt ad oltre 300 miliardi di electron volt. Il punto più elevato di questa scala, corrispondente a energie maggiori di 5 milioni di volte ai raggi X per uso dentale, è poco esplorata.
Il secondo strumento del satellite astronomico ha individuato già 31 emissioni di raggi gamma nel suo primo mese di operatività. Queste emissioni di alta energia accadono quando stelle supermassicce muoiono o quando stelle di neutroni ruotano a spirale insieme fino a congiungersi.
Il GBM è sensibile ad un intervallo di emissione energetica dei raggi gamma (da 8000 a 30 milioni di elettronvolts) inferiore, ma complementare a quella del LAT. I lampi visti da entrambi gli strumenti forniranno dati senza precedenti per l’ampiezza dello spettro dei raggi gamma individuati che permetteranno agli scienziati di approfondire i processi propri di questi fenomeni.
GLAST/Fermi è stato realizzato dalla NASA con un contributo italiano di assoluto rilievo, coordinato e finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) in collaborazione con INFN e INAF. Le PMI G&A Engineering, Mipot, Plyform e Centrotecnica, con alcune facility Thales Alenia Space, e la comunità scientifica nazionale, INAF ed INFN in primis, grazie all’esperienza acquisita negli anni passati e culminata con la messa in orbita il 23 aprile 2007 del satellite tutto italiano AGILE, hanno infatti costruito il cuore dello strumento principale a bordo del satellite, partecipano all’attività scientifica e forniscono supporto per l'archiviazione, l’analisi e la distribuzione dei dati attraverso l’ASI Science Data Center.
