Emissioni di raggi gamma a energie estremamente elevate rilevate dal sistema di Eta Carinae

Concetto del fronte d'urto nel sistema di Eta Carinae (Immagine cortesia DESY, Science Communication Lab)
Concetto del fronte d’urto nel sistema di Eta Carinae (Immagine cortesia DESY, Science Communication Lab)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” riporta la rilevazione di emissioni di raggi gamma a energie estremamente elevate provenienti dal sistema di Eta Carinae. Un team di ricercatori coordinati dal centro nazionale tedesco di ricerca sulla fisica nucleare DESY ha usato il sistema di telescopi HESS per rilevare quei raggi gamma e dimostrare che sono stati generati dalla collisione di venti stellari provenienti dalle due stelle giganti blu che formano questo sistema binario. Sono stati proposti vari modelli e uno studio pubblicato in un secondo articolo su “Astronomy & Astrophysics” offre alcune valutazioni dettate da una rianalisi di dati rilevati nel corso del tempo da vari strumenti.

Distante circa 7.500 anni luce dalla Terra, il sistema di Eta Carinae (Immagine in basso NASA, ESA, N. Smith (University of Arizona, Tucson) fu per alcuni decenni la seconda stella più brillante nel cielo dopo aver raggiunto il picco di luminosità nel 1843. Per quel motivo, nel XIX secolo divenne celebre ma gli strumenti dell’epoca non permisero agli astronomi di esaminare la Grande Eruzione in modo sufficientemente dettagliato per spiegarne le cause. L’interesse nei confronti delle due stelle che formano il sistema di Eta Carinae, con masse di circa 100 e 30 volte quella del Sole, è continuato.

Stelle giganti blu come quelle del sistema di Eta Carinae hanno un’attività furiosa che consuma il loro idrogeno a ritmi rapidissimi. Stelle così massicce hanno una vita di qualche milione di anni, nel frattempo si stima che la più massiccia delle due perda una massa pari a quella del Sole in soli 5.000 anni mentre la meno massiccia genera un vento stellare che si allontana da essa a una velocità di circa undici milioni di km/h, vicina all’1% della velocità della luce.

I venti stellari delle due stelle si scontrano in un’area in cui viene formato un fronte d’urto che riscalda quei materiali a temperature tipiche dei nuclei stellari. A temperature di 50 milioni di gradi Celsius i materiali possono emettere raggi X ma in un’area come quella le particelle subatomiche vengono accelerate da potenti campi elettromagnetici e a quel punto possono emettere anche raggi gamma.

Nel 2009, i telescopi spaziali Fermi della NASA e Agile dell’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) avevano rilevato raggi gamma a energie fino a 10 GeV provenienti da Eta Carinae. Il sistema HESS (High Energy Stereoscopic System) formato da 4 telescopi a effetto Cherenkov specializzati nello studio dei raggi gamma a elevatissime energie, tra i 100 GeV e i 100 TeV, ha rilevato emissioni molto più cariche di energia che raggiungono i 400 GeV.

I ricercatori hanno proposto diversi modelli che potrebbero spiegare emissioni di raggi gamma a livelli di energia così elevati. Ruslan Konno, che ha scritto il secondo articolo assieme ad alcuni scienziati del Max Planck Institute for Nuclear Physics di Heidelberg, in Germania, ha dichiarato che l’analisi delle misurazioni della radiazione gamma effettuata da HESS e dai satelliti mostra che la migliore interpretazione è come prodotto della rapida accelerazione di nuclei atomici. In sostanza, l’interazione dei venti stellari potrebbe agire come una sorta di acceleratore di particelle cosmico.

Lo studio di tutto ciò che sta avvenendo nel sistema di Eta Carinae continua perché le attività delle due stelle massicce sono notevoli. Per quanto riguarda le emissioni di raggi gamma, nel prossimo futuro entrerà in servizio il Cherenkov Telescope Array (CTA), l’osservatorio per i raggi gamma di prossima generazione. Esso permetterà di ottenere maggiori dettagli su fenomeni che generano emissioni a energie elevatissime.

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