Negli anni ’60, i satelliti spia americani esplorarono segretamente lo spazio alla ricerca di radiazioni gamma. La loro missione è verificare che l’URSS rispetti un trattato che prevede il divieto di test nucleari sulla Terra e nello spazio. Nel 1967 fu rilevata un’esplosione di radiazioni gamma. Dopo molte ricerche, non abbiamo trovato traccia di un test nucleare…
L’origine di questa radiazione rimane un mistero finché non comprendiamo che proviene da stelle lontane e molto energetiche situate nelle galassie del cosmo.
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Dall’inizio dell’era spaziale – sono rilevabili solo dallo spazio – sono stati registrati più di 10.000 “gamma burst”. Il satellite sino-francese SVOM (Space-based astronomical Variable Objects Monitor) mira a rilevare e analizzare queste esplosioni: dovrebbe individuarne circa un centinaio all’anno.
Questa collaborazione tra le agenzie spaziali cinese (CNSA) e francese (CNES) porta a bordo quattro strumenti, due dei quali progettati dalla Francia (ECLAIR e MXT).
Strumenti che comunicano tra loro
Numerosi vincoli circondano il rilevamento dei lampi di raggi gamma, a cominciare dalla loro posizione. La SVOM potrà così avvalersi di due diversi strumenti che rilevano l’emissione diretta di raggi gamma: uno fornirà indicazioni quantitative su tale emissione; l’altro, lo strumento francese ECLAIRs, consentirà di localizzare l’esplosione utilizzando un cosiddetto sistema di maschera codificata – una sorta di codice QR attraversato dalla radiazione che permette, a seconda dell’orientamento del pattern rilevato, di individuare dove ha origine la trasmissione.
Integrazione della fotocamera del telescopio Svom MXT. © CNES/DE PRADA Thierry, 2021
Ai lampi di raggi gamma seguono emissioni a lunghezze d’onda più basse che forniscono nuove informazioni sul fenomeno e permettono di perfezionarne ulteriormente la localizzazione.
Ma dobbiamo essere in grado di rilevare questo bagliore il più rapidamente possibile, perché diminuisce con il passare del tempo. Questo sarà in particolare il ruolo degli altri due strumenti (l’MXT e il VT cinese, un telescopio sensibile alla luce visibile). “Un’importante originalità della missione è l’interconnessione tra gli strumenti”, afferma François Gonzalez, responsabile del progetto SVOM al CNES. Una volta rilevata l’emissione, ECLAIR comunica la posizione dello scoppio all’MXT e al VT, che cercheranno le emissioni residue e continueranno a perfezionare la posizione dello scoppio.
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E l’osservazione non si ferma agli strumenti nello spazio. La SVOM verrà messa in orbita bassa per poter inviare informazioni sulla terra il più rapidamente possibile. Quando viene rilevato un lampo, in meno di trenta minuti, i telescopi terrestri verranno allertati per dirigere le loro osservazioni verso il lampo e una squadra di astrofisici di guardia verrà avvisata e potrà iniziare ad analizzare il fenomeno.
“I lampi più interessanti sono sempre ai limiti delle capacità di rilevamento dei nostri strumenti”, riferisce Clara Plasse, una dottoranda del CEA che studia la natura dei lampi di raggi gamma. In questo tipo di situazione ce n’è bisogno competenza umana al fine di convalidare l’allarme e trasmetterlo per aumentare le osservazioni da terra il più rapidamente possibile.
Il testimone dell’esplosione e della fusione delle stelle
Una delle prodezze di SVOM risiede anche nelle sue capacità computazionali: “Potremo portare nei nostri laboratori l’informazione di ciascuno dei fotoni catturati dai quattro strumenti del satellite.“, dichiara Cyril Lachaud, insegnante-ricercatore e responsabile scientifico della maschera codificata.
Un livello di dettaglio prezioso, in particolare per classificare meglio i lampi di raggi gamma e far progredire la comprensione dei fenomeni che li generano. Per il momento distinguiamo due categorie di lampi gamma: il lampo breve, caratteristico, secondo lo scenario più probabile, della fusione di due stelle molto dense (stelle di neutroni o buchi neri); il lungo burst, causato probabilmente dall’esplosione di stelle molto massicce (centinaia di volte quella del Sole) al termine della loro vita.
E se i lampi gamma sono il fenomeno più notevole rilevato dalla SVOM, perché sono gli eventi più luminosi mai osservati nell’Universo dopo il Big Bang, sarà anche in grado di rilevare lampi meno intensi di radiazioni gamma, che non chiamiamo “scoppiare”, ma che sono altrettanto preziosi per comprendere meglio le stelle del nostro Universo.
Dovremmo quindi saperne di più sulle magnetstelle, queste particolari stelle di neutroni le cui eruzioni magnetiche sono una fonte di radiazioni gamma, o anche sui blazar, questi buchi neri supermassicci al centro di alcune galassie che possono emettere getti di raggi gamma.
Bisogna avere ancora un po’ di pazienza prima delle prime osservazioni. Una volta inviato in cielo, SVOM sarà sottoposto ad una fase di test e calibrazione che durerà diverse settimane. I primi rilevamenti avverranno nel mese di agosto. Il costo di una tale missione è stimato a 60 milioni di euro da parte del CNES (e sicuramente di più da parte cinese poiché sono responsabili del lancio e il centro di controllo della missione si trova a Pechino).
“Attualmente il satellite è in perfette condizioni“, ha dichiarato François Gonzalez qualche giorno fa. Gli strumenti sono stati assemblati a Shanghai nell’aprile 2022 sulla piattaforma satellitare che è stata sottoposta a numerosi test di vibrazione, vuoto e resistenza al calore nel 2023. Il satellite è ora sulla sua rampa di lancio in Cina Più di 200 persone hanno partecipato a questo progetto in Francia, avviato nel 2006, e aspettano con impazienza e una certa ansia che il razzo Longue Marche 2 metta sabato SVOM nella sua orbita a 625 km di altitudine.
Di Loïc Duthoit
