REGISTRATO ANCHE UN FOTONE A 1.1 PEV

Dopo mille anni, la Cina torna a guardare la Crab

L’esperimento cinese Lhaaso ha ottenuto misure con precisione senza precedenti dell’emissione della nebulosa del Granchio fra 0.0005 e 1.1 PeV. Pubblicato oggi su Science, è un risultato fondamentale per l’impiego della Crab come “calibratore” nello studio dell’universo alle altissime energie

     08/07/2021
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Testimonianza scritta dell’osservazione della supernova del 1054. Crediti: Institute of High Energy Physics

Circa dieci secoli fa – 967 anni, per l’esattezza: era il 4 luglio 1054 – gli astronomi cinesi della dinastia Song furono i primi al mondo a registrare l’esplosione della supernova del Granchio, avvenuta a 6500 anni luce di distanza in direzione della costellazione del Toro. Supernova dalla quale ebbe poi origine uno fra gli oggetti astronomici più celebri di sempre: la Crab, o nebulosa del Granchio. Un resto di supernova all’interno del quale ha sede l’altrettanto celebre pulsar del Granchio – una stella di neutroni in rotazione su se stessa ogni 30 millisecondi. Potete vedere nell’immagine qui a fianco una cronaca d’epoca di quello straordinario evento. Ebbene, oggi tocca agli eredi dei suoi estensori raccogliere il testimone. È infatti firmato dagli scienziati della collaborazione cinese Lhaaso – il Large High Altitude Air Shower Observatory, l’esperimento più sensibile al mondo per osservare i raggi gamma di alta energia – un articolo appena pubblicato su Science nel quale vengono riportate misure ad altissima precisione di quello che è unanimemente riconosciuto dagli astrofisici come il “calibratore” di raggi gamma per eccellenza: la Crab Nebula, appunto.

Tra le 12 sorgenti di raggi gamma ultraenergetici scoperte in precedenza da Lhaaso, la Crab è una delle due in grado di emettere fotoni fino alle energie del PeV (petaelettronvolt), ed è l’unica con una controparte astrofisica ben definita. Ma è anche il “metro” per eccellenza – la candela standard – adottato dagli astrofisici come termine di paragone per le osservazioni dell’universo alle altissime energie ­– e non solo, visto che la sua emissione è stata misurata con accuratezza in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma. Le misure ora ottenute da Lhaaso dello spettro della Crab da 0.0005 a 1.1 PeV – e in particolare quelle nella banda ultra-energetica, oltre i 300 TeV, misurata con accuratezza per la prima volta – sono dunque destinate a diventare un riferimento imprescindibile per lungo tempo.

Calibrazioni a parte, Lhaaso ha inoltre registrato un fotone emesso dalla Crab con un’energia elevatissima: 1.1 PeV. Per arrivare a valori simili dev’esserci – là fra i resti della supernova – un acceleratore naturale in grado di “spingere” gli elettroni fino a 2.3 PeV: un’energia circa 20mila volte superiore a quella che è possibile raggiungere con il più potente acceleratore di elettroni al mondo – il Lep, il Large Electron-Positron Collider del Cern, predecessore di Lhc. Livelli tali, scrivono gli autori dello studio, da richiedere un’efficienza di accelerazione attorno al 15 per cento del massimo teorico consentito – dunque mille volte superiore a quella dell’onda d’urto di una supernova. Cifre sufficienti a porre una sfida al paradigma standard dell’accelerazione degli elettroni nell’astrofisica delle alte energie.

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