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L'Europa esplorerà l'universo più violento ASTROFISICA&ASTRONAUTICA L'Europa esplorerà l'universo più violento Con il satellite per raggi gamma «Integrai», in orbita nel 2001 L # UNIVERSO ci parla con le sue fioche luci notturne, che i tele�scopi più potenti amplificano milioni di volte. Fino a pochi anni fa questi erano quasi gli unici messaggi che potevamo captare stando al suolo. Ma da quando i satelliti artificia�li hanno permesso di portare strumenti fuori dell'atmosfe�ra si sono aperte tutte le finestre dello spettro elettro�magnetico: ora l'universo ci parla con radiazio�ne infrarossa , ul�travioletta, X e gamma. L'ulti�mo sa�tellite per guar�dare il cie�lo nei raggi X è una creatura dell'Agenzia spa�ziale europea ed è in orbix ta dal 10 . dicembre 1999 gra�zie ad un ' perfetto' lancio del nuovo razzo ^ 'Ariano 5". Si chiama X M M , da 'X-ray Multi Mirror", e pochi giorni fa i suoi telesco�pi hanno incominciato a fun�zionare. I risultati dice Giovanni Bignami, direttore scientifico dell'Agenzia spazia�le italiana sono superiori alle aspettative. Tra le prime imma�gini ottenute, c'è la Supernova 1987/A, spettacolare nube di plasma in espansione prodotta da una esplosione stellare. Pesante quasi 4 tonnellate, "XMM" è costato 1600 miliardi di lire. Sfruttando le ricadute di questo progetto, però, si 3 riusciti a risparmiare su un altro satellite europeo, "Integrai", il cui costo, previsto in 1200 miliardi, si è cos�ridotto alla metà. ^ "Integrai" è un satel�lite destinato a studiare l'uni�verso nei rag�gi gamma, diazio-ener-la ra�ne più «etica del�lo spettro elettromagne�tico. Il lancio con un razzo russo "Proton" è in programma per il 25 ottobre 2001. "Integrai" (International Gamma Ray Astrophisics Laboratory) è un progetto europeo a forte partecipazione italiana, sia sul piano scientifico con la nostra Agenzia spaziale (Asi) sia sul piano industriale con l'Alenia Aerospazio, che ha responsabilità di progettazio�ne, integrazione e test. Come e più di "XMM", anche 'Integrai" avrà un'orbita mol�to ellittica, con perigeo a 15 mila chilometri dalla Terra e apogeo a 150 mila, in modo da evitare i disturbi che a più bassa quota verrebbero causa�ti dalle Fasce radioattive di Van Alien. Da "Integrai", che funzionerà per almeno 5 anni, gli scienziati si aspettano un salto di qualità rispetto ai satelliti simili che lo hanno preceduto. Quattro gli stru�menti a bordo: Ibis è un tele�scopio gamma italiano; Spi uno spettrometro da una tonnellata che consentirà di vede�re, per cos�dire, il "colore" gamma delle stelle; Omo (Optical Monitor Camera) è uno strumento spagnolo per il con�fronto tra immagini nei gam�ma e in luce visibile; Jem-X è un analogo monitor sensibile ai raggi X. I rivelatori hanno maschere a scacchiera con tasselli alter�natamente opachi e trasparen�ti ai raggi gamma. La masche�ra di tungsteno (densità 20 volte l'acqua) ferma l'SO per cento dei gamma; con �suoi 2-3 centimetri di spessore equivale a un metro di cemen�to. Ventimila rivelatori su mez�zo metro quadrato di superfi�cie, disegnando T'ombra gam�ma della matrice, ci daranno immagini con buona definizio�ne. Tra gli obiettivi di ricerca, l'emissione diffusa di stelle che esplodono (nove e superno�ve), pulsar, buchi neri supermassicci e le galassie di Seyfert 1, che mostrano miste�riose variazioni di brillantez�za gamma. La storia della scoperta del cielo gamma ò curiosa. Quan�do esplode, una bomba atomi�ca produce un lampo di questo tipo di radiazione. Negli Anni 60, quindi, russi e americani, per spiare i test nucleari del nemico, misero in orbita satel�liti che captavano i ^amma. Ma ben presto i servìzi segreti notarono lampi gamma anche in assenza di esplosioni atomi�che. La spiegazione venne da�gli astrofisici: i fenomeni più violenti dell'universo si mani�festano con fotoni ad altissi�ma energia. Cioè raggi X e gamma. Dopo le prime osserva�zioni con rivelatori inviati nell'alta atmosfera con razzi e palloni sonda, arrivarono i satelliti: nel 1972 l'americano "Sas-2"; nel 1975 l'europeo "Cos-B", che rimase attivo per 7 anni. Nella sua lunga vita "Cos-B" è stato puntato per tempi compresi tra una setti�mana e un paio di mesi su 64 regioni celesti intorno al piano galattico: le osservazioni han�no messo in evidenza 25 sor�genti (pulsar e binarie X) e un segnale gamma generato dall' interazione tra raggi cosmici e gas interstellare. Inoltre è ser�vito per studiare Gemin^a (una delle sorbenti gamma più luminose del cielo, nella costel�lazione dei Gemelli alla distan�za di 500 anni luce) e ha scoperto la variabilità di lun�go periodo (anni) della pulsar della Nebulosa del Granchio. Sono poi venuti 1 "Heao-S" della Nasa nel t979 e, negli Anni 80, il satellite franco�sovietico "Sigma'' e l'america�no "Compton", che rivelò per la prima volta una sorgente gamma esterna alla nostra galassia: il quasar 3C 279, dal quale ci arrivano fotoni dalla fantastica energia di oltre un miliardo di elettron�volt. Oggi sono alcune deci�ne i quasar di cui si conosce una attività nei gamma. Quanto a "Sigma", ha scoper�to sorgenti a vita corta, di qualche settimana, che emet�tono gamma generati da an�nichilazioni elettrone-posi�trone: si tratta, probabilmen�te, di buchi neri di qualche massa solare in sistemi dop�pi stretti. Infine "Grò", Gam�ma Ray Observatory, inseri�to dallo shuttle "Atlantis" nell'aprile 1991, con un pro�gramma di ricerca che dure�rà fino al 2005. Chiamato anche "Compton" in onore del fisico che ha legato il suo nome agli studi sull'intera�zione ad alta energia tra fotoni ed elettroni, è proget�tato per studiare le superno�ve e la sintesi degli elementi ftesanti che avviene nelle oro esplosioni. "Integrai* gli darà il cambio. Piero Bianucci Intanto arrivano le prime immagini da «XMM», osservatorio per raggi X lanciato nel dicembre '99 pra Positrone ^ Y (Fotone gamma) I MECCANISMI CHE PRODUCONO RAGGI GAMMA A LIVELLO ATOMICO Interazione di un protone r«o con un nucleo atomico ^O Protone Elettrone ' Annichilazione di un elettrone con un positrone (materia/antimateria) f0J "•s. •^ y Deviazione di un elettrone da ^ parte di un nucleo ionizzaito Nucleo v^ Diseccitazione di un nucleo atomico con emissione di un fotone gamma Nucleo ^ Elettrone 44 Diffusione Compton (interazione tra un elettrone e un fotone gamma) In ' Radiazione di sincrotrone viene emessa quando un elettrone viene deviato da un campo magnetico •AAAAr^ Annichilazione di un elettrone con un positrone (materia/antimateria) p ne infrarossa , ul�travioletta, X e gamma. L'ulti�mo sa�tellite per guar�dare il cie�lo nei raggi X è una creatura dell'Agenzia spa�ziale europea ed è in orbix ta dal 10 . dicembre 1999 gra�zie ad un ' perfetto' lancio del nuovo razzo ^ 'Ari ano 5". Si chiama X M M , da 'X-ray Multi Mirror", e pochi giorni fa i suoi telesco�pi hanno incominciato a fun�zionare. I risultati dice Giovanni Bignami, direttore ppgini ottenute, c'è la Supernova 1987/A, spettacolare nube di plasma in espansione prodotta da una esplosione stellare. Pesante quasi 4 tonnellate, "XMM" è costato 1600 miliardi di lire. Sfruttando le ricadute di questo progetto, però, si 3 riusciti a risparmiare su un altro satellite europeo, "Integrai", il cui costo, previsto in 1200 miliardi, si è cos�ridotto alla metà. ^ "Integrai" è un satel�lite destinato a studiare l'uni�verso nei rag�gi gamma, diazioenerla ra�ne più «etica del�lo spettro elettromagne�tico. Il lancio con un razzo russo