FERMI, il satellite realizzato dalla NASA con un contributo italiano di assoluto rilievo, coordinato e finanziato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) in collaborazione con Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), ha scoperto 12 nuove pulsar che emettono solo radiazione di alta energia, oltre ad aver rivelato raggi gamma da altre 18 già note in precedenza. Scoperte che stanno trasformando la nostra comprensione della natura di questi "bracieri" stellari.
Per Paolo Giommi, direttore del Science Data Center dell'Agenzia Spaziale Italiana, "questa prima importante scoperta conferma in pieno le grandi aspettative riposte nel satellite FERMI, che nei prossimi anni è destinato a far compiere un grande balzo in avanti nella comprensione sia delle pulsar della nostra galassia che di alcuni tipi di galassie attive come i blazar e le radiogalassie".
Una pulsar è una stella di neutroni altamente magnetizzata e che ruota molto rapidamente, e rappresenta il nucleo superstite dell'esplosione di una stella di grande massa. La maggior parte di esse sono state scoperte grazie all'emissione di impulsi radio, che si pensa sia causata da raggi molto focalizzati, emanati dai poli magnetici della stella.
Se i poli magnetici e l'asse di rotazione della stella non sono esattamente allineati, i raggi emessi dalla pulsar rotante "spazzano" il cielo, e i radiotelescopi a Terra riescono a rilevare un segnale solo se almeno uno di quei raggi è diretto verso di noi. Sfortunatamente, quindi, tutti i censimenti di pulsar basati sulle emissioni radio sono inattendibili, perché vediamo solo quelle orientate verso la Terra. Inoltre le emissioni radio, per quanto facili da rilevare, rappresentano solo alcune parti per milione dell'energia totale di una pulsar. Al contrario i raggi gamma rappresentano il dieci per cento o più. Per quarant'anni, le emissioni radio sono state la base della nostra comprensione delle pulsar. Ora, grazie a FERMI, i ricercatori hanno a disposizione un'altra fonte di informazioni sul comportamento di questi oggetti.
Per Patrizia Caraveo, responsabile scientifico per l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) della missione FERMI, "la vera novità di questa ricerca non è solo il numero delle classiche pulsar radio rivelate nella radiazione gamma, che con questa ricerca passano da solo 5 a 17, o anche la comparsa di una mezza dozzina di pulsar radio velocissime, mai viste prima d'ora. Più importante ancora è la scoperta di numerose pulsar senza emissione radio. Sono sorelle, o cugine, di quella Geminga che abbiamo scoperto 30 anni fa e che si rivela essere la capostipite di una numerosa famiglia di stelle di neutroni finora sconosciute. Sono le responsabili nascoste delle misteriose sorgenti gamma non identificate."
Le pulsar sono straordinarie dinamo cosmiche. Attraverso processi non ancora del tutto compresi, i potenti campi elettrici e magnetici della pulsar e la sua rapida rotazione accelerano le particelle a velocità prossime a quella della luce. I raggi gamma consentono agli astronomi di scrutare il cuore di questo acceleratore di particelle.
In precedenza si pensava che i raggi gamma avessero origine presso le regioni polari e vicino alla superficie della stella, cioè il punto da dove arrivano le emissioni radio. Ma le nuove pulsar che emettono solo in raggi gamma osservate da FERMI portano ad accantonare quell'idea. Ora gli astronomi pensano che gli impulsi di raggi gamma emergano molto al di sopra della stella di neutroni. Le particelle li producono mentre vengono accelerate lungo archi creati dai campi magnetici. Nel caso della Pulsar Vela, la sorgente di raggi gamma persistente più brillante nel cielo, si pensa che la regione di emissione si trovi a circa 480 km dalla stella, che ha un diametro di poco più di 20 km.
FERMI ha anche osservato impulsi gamma dalle cosiddette "pulsar al millisecondo", così chiamate perché ruotano da 100 a 1000 volte al secondo. Molto più vecchie rispetto a oggetti come Vela o CTA-1, questi oggetti apparentemente paradossali sembrano rompere le regole, e si trovano in sistemi binari assieme a una stella normale. La materia stellare sottratta all'altra stella è in grado di accelerare la pulsar, fino al punto che la sua superficie si muove a una frazione significativa della velocità della luce.
Per Ronaldo Bellazzini, coordinatore del gruppo dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) nel progetto FERMI, "la scoperta in pochi mesi di osservazione di una nuova classe di sorgenti come le pulsar che emettono solo nella componente gamma o di pulsar gamma con periodo di rotazione di pochi millisecondi è destinata a dare un grande contributo allo sforzo di decifrazione dei meccanismi di funzionamento di queste misteriose, affascinanti e potenti macchine acceleratrici cosmiche. Buona parte del merito di queste scoperte sta da un lato nella grande sensibilità ed efficienza dei complessi apparati di rivelazione alla cui realizzazione un contributo importante hanno dato le istituzioni scientifiche italiane e dall'altro nella messa a punto di sofisticati strumenti di analisi dei dati in cui gli scienziati italiani hanno avuto un ruolo di primo piano".
Per la comunità scientifica italiana, questi risultati vanno infatti ad aggiungersi a quelli già ottenuti grazie ad AGILE, il satellite tutto italiano per l'astronomia gamma (nato da una collaborazione tra ASI, INAF e INFN) che dal suo lancio, nell'aprile 2007, sta raccogliendo fondamentali informazioni sulle sorgenti gamma dell'Universo e qualche mese fa ha permesso di scoprire la pulsar con emissione gamma PSR J 2021.
FERMI è stato realizzato dalla NASA con un contributo italiano di assoluto rilievo, coordinato e finanziato dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) in collaborazione con Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). Le PMI G&A Engineering, Mipot, Plyform e Centrotecnica, con alcune facility Thales Alenia Space, e la comunità scientifica nazionale, INFN ed INAF 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, il Large Area Telescope (LAT) partecipano all'attività scientifica e forniscono supporto per l'archiviazione, l'analisi e la distribuzione dei dati attraverso l'ASI Science Data Center.
