GRUPPO DI ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Roma Onda elettromagnetica Un’onda EM è composta da un campo elettrico e da un campo magnetico oscillanti, perpendicolari tra loro e alla direzione di propagazione La distanza tra due creste successive è la lunghezza d’onda Oltre il visibile • La luce visibile è solo una piccola banda dello spettro elettromagnetico • Ma gli oggetti nell’Universo emettono anche radiazione a lunghezze d’onda diverse da quelle della luce visibile! • Studiare questa radiazione “invisibile” apre una nuova “finestra” sulle proprietà dei corpi celesti • A varie bande dello spettro EM corrispondono processi fisici e oggetti diversi • Ma bisogna andare nello spazio...l’atmosfera è opaca per la maggior parte delle lunghezze d’onda La Nebulosa Granchio L’astrofisica delle Alte Energie • Per “alte energie” si intende la zona dello spettro EM caratterizzata da piccole lunghezze d’onda e quindi grandi frequenze ed energie: raggi X e raggi gamma • L’ “universo violento”: l’emissione X e gamma nell’universo è associata alla morte delle stelle ed a fortissimi campi gravitazionali e magnetici • Il nostro gruppo si occupa della costruzione di strumenti per “vedere” i raggi X e gamma provenienti dall’universo • Questi strumenti vengono posti a bordo di satelliti orbitanti Lo “zoo” ad alte energie Tra gli oggetti celesti che emettono raggi X e raggi gamma, ricordiamo: ➡Le nane bianche ➡Le stelle di neutroni ➡I buchi neri ➡I Gamma Ray Burst Nane Bianche • Massa: circa 1 MSole (2*1030 kg); Sirio • Raggio: circa 1 RTerra (6371 km); • Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle medio-piccole (circa 1 MSole); Sirio B • Si trovano spesso in sistemi binari con stelle normali (non collassate); • Emissione: termica (nel visibile), da disco di accrescimento (nei raggi X); Stelle di Neutroni • Massa: circa 1.4 MSole (3*1030 kg); • Raggio: circa 10 km; • Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle massicce dopo l’esplosione di Supernova; • Emissione: pulsar (radio, gamma, visibile), accrescimento (raggi X); •Dotate di fortissimi campi magnetici • Si trovano isolate o in sistemi binari La pulsar della Nebulosa Granchio Buchi Neri (galattici) • Massa: da 1.4 MSole (3*1030 kg) a 10 MSole (2*1031 kg); • Raggio: circa 3 – 30 km; • Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle molto massicce dopo l’esplosione di Supernova; • Emissione: getti (radio, gamma, visibile), accrescimento (raggi X); • Sono visibili solo se si trovano in sistemi binari, attraverso l’emissione del disco di accrescimento Nuclei Galattici Attivi (AGN) • Massa: buchi neri da 106 MSole (2*1036 kg) fino a 108 MSole (2*1038 kg); • Progenitore: possibile fusione di un buco nero centrale con altre stelle; • Emissione: tutto lo spettro! Getti (radio, gamma, visibile), accrescimento (IR, ottico, UV, raggi X); • Probabilmente tutte le galassie hanno attraversato una fase attiva. Gamma Ray Burst • Scoperti negli anni ‘60 cercando test nucleari nell’atmosfera; • Lampi brevi (0.1 s – 100 s) e molto intensi di raggi X e gamma; • Circa 1 – 3 al giorno da tutte le direzioni in Cielo; • Progenitore: collasso di stelle supermassive, fusione di sistemi binari (buchi neri, stelle di neutroni); La polarizzazione • Una onda EM è composta da un campo elettrico e da un campo magnetico oscillanti • La direzione di oscillazione del campo elettrico definisce la “polarizzazione” dell’onda • Alcuni materiali hanno la proprietà di far passare solo alcune direzioni di polarizzazione ben precise (p.e.: polaroid) • Lo studio della polarizzazione della luce proveniente dagli oggetti celesti ci dà ulteriori informazioni sulle loro proprietà Visita ai laboratori Alte Energie • AGILE: il satellite italiano per Astronomia X e Gamma • Polarimetro X: uno strumento unico al mondo per lo studio della polarizzazione nei raggi X Pensate ad una carriera in astrofisica? Il disastro è cominciato quando ho lasciato la scuola... Non ti preoccupare, io ho una laurea e un dottorato di ricerca...