ESPERIMENTO ARGO-YBJ

Raggi gamma da Markarian 421

Il sistema di rivelatori per radiazione cosmica di altissima energia, frutto una collaborazione tra INFN e Accademia delle Scienze Cinese, collocato sull'altopiano del Tibet, ha registrato nel febbraio scorso l'improvviso aumento nel flusso di raggi gamma emessi da una galassia distante 400 milioni di anni luce

Sul brullo altopiano del Tibet, a 4300 metri di altezza, in un paesaggio lunare, si staglia un capannone grande quanto due campi da calcio. Al suo interno, sul pavimento, sono disposti 6700 metri quadri di rivelatori, che a un primo colpo d’occhio sembrano dei pannelli fotovoltaici, ma che in realtà  sono il sensibilissimo “occhio” di ARGO-YBJ, l’esperimento per la misura di radiazione cosmica di altissima energia, frutto della collaborazione tra l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’Accademia delle Scienze Cinese (CAS). Pienamente in funzione dall’autunno del 2007, ARGO registra l’arrivo a terra di elettroni prodotti dall’interazione dei raggi gamma provenienti dallo spazio con l’atmosfera terrestre, in una “finestra” di energie dell’ordine del TeV, ossia 1.000 miliardi di elettronvolt. Per confronto, l’energia dei fotoni della luce visibile è compresa tra 2 e 3 elettronvolt.

Questo strumento permette dunque di studiare valori della radiazione cosmica estremi, affiancando e integrando altri strumenti, a terra e nello spazio, destinati all’astrofisica delle alte energie, come ad esempio i telescopi gamma MAGIC o i satelliti AGILE, Fermi, Integral, solo per citarne alcuni.

I segnali captati dalle sorgenti gamma celesti sono molto deboli, ma le energie dei singoli fotoni sono anche superiori a quelle ottenibili dai più potenti acceleratori di particelle prodotti dall’uomo, compreso il Large Hadron Collider (LHC) recentemente attivato a Ginevra. Questi flussi di radiazione sono generati nei processi più violenti dell’Universo, come l’esplosione delle Supernovae o l’espulsione di enormi getti di materia a velocità prossime a quelle della luce prodotta da oggetti contenenti buchi neri di grande massa. L’ultimo, eclatante fenomeno celeste monitorato da ARGO è stato prodotto da Markarian 421, una galassia distante 400 milioni di anni luce dalla Terra, nota per emettere radiazione di alta energia. In alcune occasioni, come già accaduto nel 2006 e nel 2008, questo flusso aumenta vertiginosamente, rendendo Markarian 421 la sorgente più luminosa del cielo nella banda dei raggi gamma. Questo fenomeno si è ripetuto nel febbraio scorso ed è stato registrato da ARGO e studiato da due ricercatori dell’INAF-IFSI di Torino, Silvia Vernetto e Piero Vallania, che collaborano allo sfruttamento scientifico dei dati dell’esperimento. I segnali raccolti da ARGO vanno ad integrare quelli presi dai telescopi Cherenkov VERITAS in Arizona e permetteranno di conoscere in maggiore dettaglio i processi fisici che sono responsabili delle enormi emissioni di radiazione di alta energia prodotte da Markarian 421.

Maggiori informazioni in questo articolo pubblicato su “Le Stelle” di maggio 2010.