LO STUDIO PUBBLICATO SU APJ

Il lato infrarosso dei Blazar

L’analisi dei dati raccolti dalle missioni spaziali Fermi e WISE ha permesso a due ricercatori italiani di scoprire una relazione tra le emissioni nei raggi gamma e nell’infrarosso dei blazar, le sorgenti più estreme nell’universo

blazardSe dovessimo utilizzare un solo aggettivo per descriverli, il più adatto sarebbe “estremi”. I blazar sono infatti le sorgenti più potenti che si conoscano nel cielo visto nei raggi gamma. Ad alimentarli sono buchi neri supermassicci, situati nelle regioni centrali di altre galassie, che producono getti di particelle accelerate fino a velocità prossime a quelle delle luce. Gli intensi flussi di raggi gamma a essi associati sono dovuti al fatto che questi getti puntano quasi esattamente verso di noi. Molte di queste sorgenti sono state individuate negli ultimi anni grazie alla missione Fermi della NASA, dedicata proprio all’osservazione del cielo nei raggi gamma, a cui l’Italia collabora con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

E proprio grazie all’analisi e dal confronto dei dati raccolti nell’ultimo catalogo di Fermi con quelli di un’altra missione spaziale, ovvero WISE (Wide-field Infrared Survey, sempre della NASA), dedicata invece all’osservazione del cielo nell’infrarosso, due ricercatori italiani, Francesco Massaro dell’Università di Torino (associato INAF e rientrato in Italia con il programma per Giovani Ricercatori “Rita Levi Montalcini” del MIUR) insieme a Raffaele D’Abrusco dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysycs a Cambridge (Massachusetts, USA), hanno identificato una correlazione tra il profilo della radiazione emessa dai blazar nella banda dell’infrarosso con la corrispondente emissione osservata nei raggi gamma.

«Questa relazione, che abbiamo ottenuto grazie a una serie di indagini avviate già alcuni anni fa, collega due forme molto diverse di radiazione, dove quella gamma è dieci miliardi di volte più energetica di quella infrarossa» dice Massaro, primo autore dell’articolo che descrive la correlazione, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal. «In ultima analisi, i nostri risultati ci aiuteranno a scoprire in che modo i buchi neri supermassicci al centro di remote galassie riescono a trasformare la materia che li circonda in grandi quantità di energia».

I blazar costituiscono più della metà delle sorgenti puntiformi di raggi gamma individuate dal Large Area Telescope (LAT) a bordo di Fermi. Molte di queste sorgenti sono state osservate anche dal satellite WISE, che tra gennaio ed agosto del 2010 ha completato la mappatura del cielo in quattro differenti intervalli di radiazione infrarossa e portato alla realizzazione di un catalogo di oltre 750 milioni di oggetti celesti. Questo sterminato catalogo è stato utilizzato da Massaro, D’Abrusco e i loro colleghi, subito dopo la sua pubblicazione, con lo scopo di caratterizzare meglio i blazar scoperti da Fermi.

Il grafico che mostra la relazione tra emissione gamma e infrarossa dei blazar osservati simultaneamente dai satelliti Fermi e WISE. Crediti: NASA's Goddard Space Flight Center/Francesco Massaro, Università di Torino

Il grafico che mostra la relazione tra emissione gamma e infrarossa dei blazar osservati simultaneamente dai satelliti Fermi e WISE. Crediti: NASA’s Goddard Space Flight Center/Francesco Massaro, Università di Torino

«WISE ci ha permesso di studiare l’emissione infrarossa dei blazar osservati nei raggi gamma», aggiunge D’Abrusco. «Sorprendentemente, abbiamo scoperto che i blazar osservati da Fermi hanno colori per WISE molto differenti da quelli delle altre sorgenti extragalattiche. Possiamo usare quanto abbiamo imparato sui colori dei blazar noti identificati da WISE per scoprirne altri e migliorare la nostra conoscenza di questa categoria di sorgenti».

A oggi circa un migliaio di sorgenti individuate da Fermi rimangono prive di associazioni con altri oggetti osservati in qualsiasi altra lunghezza d’onda. Gli astronomi sospettano che molte di queste siano blazar, ma non ci sono informazioni sufficienti per classificarle. Sfruttando la relazione da loro scoperta, Massaro e D’Abrusco hanno provato a individuare nuovi candidati blazar nel catalogo delle osservazioni infrarosse di WISE cercando potenziali sorgenti che fossero situate entro le incertezze di posizionamento di fonti di raggi gamma non identificate di Fermi. Quando i ricercatori hanno applicato questa relazione alle sorgenti sconosciute di Fermi, hanno subito scoperto 130 potenziali blazar. Ulteriori indagini sono già in corso per confermare la natura di questi oggetti e per individuare nuovi candidati utilizzando la relazione proposta dai due ricercatori.

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