Una pulsar ha emesso dei misteriosi raggi gamma, i più energetici di sempre

In Astrofisica per effettuare studi sui raggi gamma tra 100 GeV e 100 TeV si utilizza l’effetto Cerenkov, questo consiste nell’emissione di radiazione elettromagnetica da parte di un materiale le cui molecole sono polarizzate da una particella carica in moto che lo attraversa.

Per questo motivo è stato costruito l’osservatorio H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System), un sistema costituito da 4 telescopi in grado di osservare la luce Cerenkov prodotta dall’interazione tra i fotoni gamma dalla sorgente emissiva e l’atmosfera terrestre. Grazie alla combinazione dei 4 telescopi si è in grado di risalire all’energia e alla direzione di arrivo dei singoli fotoni.

L'osservatorio H.E.S.S. e la sua storia

L’osservatorio H.E.S.S è situato in Namibia e l’acronimo scelto per identificarlo è un omaggio al fisico Victor Hess, scopritore dei raggi cosmici.

Ha iniziato ad osservare il cielo nell’estate del 2002 ma solo nel dicembre del 2003 è diventato operativo tutto il sistema, quasi 20 anni fa. Da allora la struttura dell’osservatorio ha subito alcune modifiche ed è stata perfezionata, ad esempio inizialmente era composto da 4 telescopi mentre ora ne è stato aggiunto un quinto.

Nel corso di questi anni questo sistema ha raggiunto numerosi traguardi: nel 2004 è stato il primo telescopio Cerenkov a ottenere un’immagine in due dimensioni di una sorgente estesa di raggi gamma, e nel 2005 ha scoperto 8 nuove sorgenti gamma.

Anche stavolta ha raggiunto un risultato incredibile: è stato in grado di rilevare una nuova componente di radiazione dalla pulsar Vela, situata a circa 940 anni luce dal nostro pianeta, rinomata sorgente di onde radio, luce visibile e raggi X associata con la Nebulosa delle Vele, nella omonima costellazione.

Quella che oggi è una pulsar un tempo era il nucleo di una stella supermassiccia che circa 12.000 anni fa esplose come supernova espellendo i suoi strati più esterni, che attualmente formano la nebulosa.

Ma cos’è una pulsar?

Una pulsar non è altro che una stella di neutroni, una sorgente radio pulsante. Queste sorgenti di impulsi ruotano rapidamente su loro stesse emettendo della radiazione elettromagnetica osservata come impulsi emessi ad intervalli estremamente regolari.

Questi fasci di radiazioni sono emessi dai poli magnetici delle pulsar che non devono per forza essere coincidenti con i poli di rotazione, anzi possono essere separati da questi ultimi da un angolo anche ampio.

Lungo i campi magnetici della pulsar vengono accelerati elettroni e positroni che poi fuoriescono dai poli magnetici dando origine a potenti getti, analoghi a quelli di un faro.

Inoltre grazie alla differenza tra l’asse di rotazione e quello del campo magnetico i due getti emessi dai poli formano una spirale nello spazio che genera attorno alla pulsar il cosiddetto cilindro di luce.

Ora però sorge un problema: H.E.S.S. ha registrato i raggi gamma più energetici mai visti provenire da una pulsar e le attuali teorie esistenti non sono in grado di spiegare delle emissioni così energetiche, neppure ipotizzando che gli elettroni all’interno del cilindro di luce vengano accelerati dalle forti linee del campo magnetico della pulsar.

È evidente quindi che sia necessario sviluppare un nuovo approccio teorico per riuscire a spiegare questa radiazione super energetica catturata dall’osservatorio H.E.S.S. e riuscire quindi a capire cosa c’è dietro questi misteriosi fari cosmici.