Coelum Astronomia 211 - 2017 - Page 35

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Il Telescopio Spaziale Fermi della NASA, originariamente chiamato GLAST (la NASA usa cambiare nome ai suoi satelliti dopo che sono entrati con successo in orbita), nasce alla fine del ventesimo secolo da una collaborazione fra gli Stati Uniti, l’Italia, il Giappone, la Francia e la Svezia. Lanciato nel 2008, orbita a una distanza dalla Terra di circa 565 km, con un periodo di rivoluzione di 95 minuti. Lo schema di funzionamento è illustrato nella figura 4: il cuore dello strumento, che ha circa 3 metri quadrati di superficie, è il Large Area Telescope o LAT, costruito dall’industria italiana. Esso registra la conversione dei fotoni gamma attraverso il tracciatore, che è una successione di piani paralleli di rivelatori di silicio intercalati da piani convertitori di tungsteno. Il satellite Fermi ha identificato circa 3000 sorgenti di raggi gamma di energia superiore a un decimo di GeV (100 MeV). Uno dei risultati più interessanti è la rapida variabilità dei processi in gioco in questi eventi cataclismici, su scale di tempi spesso dell’ordine del giorno e, a volte, anche di pochi minuti.

Un precursore tutto italiano del satellite Fermi è il satellite AGILE, progettato e costruito dall’ASI insieme all’INFN, all’INAF e a industrie italiane di eccellenza, realizzato due anni prima (e circa 16 volte più piccolo).

I satelliti, considerando il costo attuale delle tecnologie spaziali, sono vincolati a piccole dimensioni: di fatto, dato il calo rapido del flusso di fotoni gamma con l’aumentare dell’energia, le massime energie rivelabili da satellite sono di circa 100 GeV (se si considera la sorgente di raggi gamma più luminosa del cielo, essa invia su un’area come quella del satellite Fermi meno di un fotone al giorno). Per gli anni 2030 è prevista una sola missione spaziale ad altissime energie, e competizioni internazionali sono in corso presso la NASA e l’ESA. Una missione a guida italiana,

e-ASTROGAM, ha buone possibilità di farcela, e speriamo che l’Italia la sosterrà adeguatamente.

Per esplorare le energie più alte di un centinaio di GeV occorre utilizzare strumenti al suolo, rivelando gli sciami di particelle prodotti dell’interazione dei raggi gamma con l’atmosfera. Gli sciami di particelle originati da raggi gamma si possono distinguere con sofisticate tecniche di riconoscimento dagli sciami originati dai protoni, da mille a diecimila volte più numerosi.

Il numero di particelle cariche prodotte da un tipico sciame elettromagnetico di altissima energia ha un picco massimo a cinque/dieci chilometri di quota. Pertanto se vogliamo rivelare i raggi gamma conviene collocare gli strumenti ad alta quota.

Sopra, a sinistra: Il telescopio spaziale Fermi-LAT della NASA. Crediti: NASA.

A destra: il telescopio spaziale e-ASTROGAM proposto all’ESA. Piani di silicio intercettano gli elettroni prodotti dai fotoni di alta energia incidenti e li rivelano. Crediti: collaborazione e-ASTROGAM.