Il telescopio MAGIC
Major
Atmospheric
Gamma
Imaging
Cerenkov
TELESCOPE
I RAGGI GAMMA: UNA FINESTRA SULL’UNIVERSO
A volte gli stessi oggetti appaiono molto diversi se osservati con luce a diverse
lunghezze d’onda: le immagini ottenute con i raggi gamma possono rivelare
nuovi aspetti del nostro Universo.
I nostri occhi sono sensibili
solo alla luce dal colore
rosso al violetto, una
banda molto stretta dello
spettro elettromagnetico.
A sinistra: la nebulosa
del Granchio, resto di
una supernova esplosa
nel 1054 d.C.
Crab nebula in fR image
(photo: courtesy NASA)
Strumenti diversi ci permettono di sfruttare altri
tipi di “luce” che ci sono ormai familiari: le onde
radio, gli infrarossi, i raggi X, I raggi gamma…
Crab nebula visible image
(photo: courtesy NASA)
Crab nebula X-ray image
(photo: courtesy NASA)
Crab nebula g-ray image (photo:
MAGIC)
(photo: courtesy NASA)
A destra: una mappa
delle sorgenti ottiche e
una
delle
sorgenti
gamma dell’Universo.
(photo: courtesy NASA)
LA RIVELAZIONE DEI RAGGI GAMMA
I raggi gamma sono difficili da rivelare perché vengono assorbiti dall’atmosfera, che ci protegge dai loro effetti indesiderati: possiamo studiarli con
dei rivelatori in orbita o costruendo degli opportuni strumenti a terra. L’osservazione in quota sfrutta il fatto che i raggi gamma energetici di origine
cosmica producono sciami di particelle secondarie nell’alta atmosfera: alcune di esse viaggiano a velocità maggiore della luce in aria, emettendo
una caratteristica “onda d’urto luminosa” (effetto Čerenkov) che può essere raccolta dagli enormi specchi di particolari telescopi.
Il satellite GLAST
(photo: courtesy NASA)
Il segnale luminoso
Čerenkov, raccolto dal
telescopio e focalizzato
sul rivelatore, permette
di ricavare informazioni
sul raggio gamma che
ha originato lo sciame.
?
GLAST, telescopio gamma
orbitante lanciato nel giugno
2008 (NASA e gruppi italiani
tra cui Udine e Trieste)
Una “finestra” aperta solo
di recente: i raggi gamma
di energia tra 1 e 300 GeV.
La generazione di uno
sciame di particelle e il
cono di luce Čerenkov.
L’immagine di uno sciame
elettromagnetico ricostruita
sulla camera di MAGIC.
MAGIC, L’OCCHIO PIÚ GRANDE DEL MONDO
Dal 2004 è attivo a La Palma (Canarie) il telescopio
MAGIC, frutto di una collaborazione internazionale con
partner principali in Italia, Germania e Spagna. Le sue
dimensioni (17 m di diametro, 240 m2 di superficie
riflettente) ne fanno lo strumento ottico piú grande del
mondo, e il telescopio gamma in grado di vedere piu’
lontano. Grazie alla sua leggerezza e velocità
meccanica, MAGIC può collaborare con i rivelatori in
orbita per registrare anche
fenomeni rapidamente
variabili come i Gamma Ray Burst (GRB), lampi
improvvisi di raggi gamma che costituiscono le emissioni
piu potenti nell’universo;
Tra gli obiettivi di ricerca del progetto, ricordiamo:
• lo studio del Centro Galattico e la ricerca di materia
oscura (Dark Matter, DM);
• l’origine dei raggi cosmici e l’analisi dei GRB,
l’indagine dell’orizzonte cosmologico e dei nuclei
galattici attivi (AGN), buchi neri supermassicci in
accrescimento rapido;
• la partecipazione a ricerche di vita extraterrestre.
Dal 24 aprile 2009 MAGIC opererà in
coppia con un suo clone, MAGIC II.
L’uso combinato dei due telescopi
permetterà di raddoppiare la sensibilità
delle osservazioni e di abbassare ancor
più il valore minimo dell’energia rivelabile.
I gruppi di ricerca italiani in MAGIC:
• INFN e Università di Padova
• INFN di Udine/Trieste e Università di Udine
• INFN di Siena/Pisa e Università di Siena
• INFN di Como/Milano e Università di Como
• INAF
MAGIC I
MAGIC-II
85 m
SUCCESSI DI MAGIC
MAGIC ha scoperto diversi oggetti astronomici nuovi e aspetti sconosciuti di altre sorgenti. Ecco qualche esempio tra i risultati già pubblicati (ben
tre articoli sulla prestigiosa rivista Science e decine di altri sulle migliori riviste), molti altri sono attesi dalle misure in corso!
INDIZI DI GRAVITÀ QUANTISTICA
Osservando Markarian
501, una galassia con
rapide fluttuazioni di
intensità, MAGIC ha
evidenziato
per
la
prima
volta
una
dipendenza del tempo
di arrivo dall’energia
dei fotoni.
SCOPERTO UN MICROQUASAR
All’interno della nostra galassia, MAGIC
ha scoperto una nuova sorgente
variabile, LS I+61 303. Si tratta di un
microquasar, un sistema di due stelle
orbitanti una intorno all’altra che emette
un segnale gamma periodico.
NUOVE GALASSIE LONTANE
MAGIC ha scoperto una decina di molte
sorgenti gamma extragalattiche (AGN),
tra cui le piu lontane mai viste, sfruttando
il fatto che i buchi neri nel loro
accrescimento emettono raggi gamma.
Tra queste 3C279, un buco nero
supermassiccio a piu’ di sei miliardi di
anni luce da noi.
MAGIC “INSEGUE” I GRB
MAGIC ha studiato molti GRB (uno al
mese, in media), le emissioni di energia
più potenti dell’Universo. Il telescopio
punta queste sorgenti improvvise in
meno di 30 secondi dopo aver ricevuto
l’allarme da una rete di satelliti dedicata.
In un viaggio di mezzo
miliardo di anni, i fotoni
di energia più alta
sembrano arrivare un
paio di minuti dopo
quelli meno energetici!
Dato che alcuni modelli di gravità
quantistica prevedono esattamente tale
effetto, questo risultato potrebbe avere
importanti conseguenze teoriche, come
la caduta della teoria della relatività.
Sopra: le immagini di LS I +61 303.
A lato: schema di un microquasar.
Visitate le pagine web di MAGIC http://magic.fisica.uniud.it e contattate il gruppo MAGIC più vicino a
voi per informazioni e un’eventuale visita al telescopio!
A cura di A. De Angelis, B. De Lotto, M. Persic, F.de Sabata, V. Scapin per il gruppo MAGIC di Udine