Novità Telescopio Fermi - Mancano Prove Esistenza Materia Oscura

Tra gli eventi più drammatici a cui possiamo assistere nell'universo, c'è la morte delle stelle ed il loro collasso che genera un buco nero e, in seguito, altrettanto drammatica è la collisione di due buchi neri e la formazione di buchi neri super-massicci. Questi eventi sono di una violenza tale da muovere letteralmente lo spazio-tempo stesso, generando onde gravitazionali che viaggiano nell'universo come piccolissime pieghe dello spazio-tempo. Nello stesso momento, eventi di questa portata generano enormi rilasci di particelle, come per esempio i neutrini che avvolte possono essere rilevati da giganteschi e speciali telescopi sulla Terra.

Ma se da una parte questi eventi sono estremamente affascinanti, anche perché quasi sicuramente nascondono molta fisica che attualmente neanche immaginiamo, sono incredibilmente difficili da osservare. Questo perché i neutrini e le onde gravitazionali sono entrambi notoriamente "timidi" ed i loro segnali sono debolissimi.

Solitamente i neutrini passano attraverso la Terra senza problemi e questo rende difficilissima l'impresa di rilevarli. Tant'è che gli astronomi hanno soltanto in un'occasione scoperto neutrini provenienti da fuori dal Sistema Solare, e questo è successo più di 20 anni fa con la supernova SN1987A.

E se pensate che i neutrini siano difficili da osservare, questo è nulla se paragonato alle onde gravitazionali. I fisici non sono ancora riusciti in questa che sta diventando una delle più grandi imprese scientifiche dell'inizio di questo secolo. Ci sono molti rilevatori specializzati nella loro ricerca, come Virgo, che si trova a Pisa, o LIGO, e presto saranno migliorati ancora per aumentare la loro sensibilità.

Per fortuna, c'è una terza via per studiare questi eventi estremi: i raggi gamma; cioè fotoni ad altissima carica energetica. La madre di tutti i telescopi per la ricerca di raggi gamma è sicuramente il Fermi Space Telescope, con il suo Large Area Telescope, che sta osservando da ormai tre anni il cielo dall'orbita terrestre, alla continua ricerca di nuove fonti di raggi gamma.

Quindi, dopo 3 anni, non c'è momento migliore per guardare nel complesso le scoperte fatte da Fermi. E questo che ha pensato anche Luca Baldini, scienziato dell'INAF, di Pisa, insieme ai suoi colleghi. Questo gruppo di scienziati rappresenta la collaborazione internazionale di astronomi dietro il progetto Fermi.

Grazie alla visione unica che questo telescopio spaziale può offrirci dell'Universo, possiamo vedere il cielo attraverso i raggi gamma che vengono rilasciati da svariati eventi che ci circondano. Circa il 70% di ciò che vede è generato da raggi ad altissima energia che colpiscono vari corpi nella nostra galassia. Il resto proviene da fuori dalla galassia, da processi che ancora non riusciamo a comprendere benissimo.

Sullo sfondo, Fermi riesce a osservare anche occasionali lampi di raggi gamma da eventi violentissimi che sono, anche se brevi, le cose più luminose che vediamo nell'Universo. Tant'è che l'attuale candidato come oggetto più distante mai scoperto è proprio un'esplosione di raggi gamma. Questo spettacolo di fuochi d'artifici cosmici è la nostra migliore finestra per comprendere il lato più estremo del cosmo.

Questi lampi di raggi gamma rilasciano un'energia equivalente all'intera massa del Sole ogni secondo, durante eventi come il collasso stellare che forma buchi neri o durante la collisione di un buco nero e una stella a neutroni.
Fino ad ora Fermi ha osservato diverse centinaia di simili lampi GRB su una scala di ben 6 ordini di magnitudo, con l'evento più alto, registrato il 10 Maggio 2009 che ha prodotto fotoni con un energia di 31 Giga electron Volt (GeV), la più alta energia mai osservata nello spazio.

Esattamente quale meccanismo sia riuscito a produrre una simile energia non è chiaro, ma sicuramente quest'analisi complessiva dei dati raccolti durante gli ultimi 3 anni da Fermi, permetterà di gettare nuova luce sul comportamento di questi eventi.

Il telescopio Fermi sta anche trasformando la nostra visione dei nuclei galattici attivi: i buchi neri super-massicci che si trovano al centro di tante galassie. Combinando le osservazioni di Fermi riguardo ai lampi rilasciati da questi oggetti, con le osservazioni in altre lunghezze d'onda, gli astronomi sono riusciti a mostrare che qualsiasi meccanismo stia generando i raggi gamma, genera anche luce ottica.

Tuttavia, forse il risultato più controverso emerso dall'analisi dei dati di Fermi riguarda la materia oscura. In base a quello che sappiamo, si pensa che le particelle della materia oscura dovrebbero annichilirsi producendo raggi gamma. Questo evento dovrebbe essere visibile dal telescopio Fermi come linee di raggi gamma ad una specifica frequenza. Eppure il telescopio spaziale non ha trovato alcuna traccia di questi eventi.

Ulteriori prove arrivano dalle galassie nane che non sono facili da vedere nella parte visibile dello spettro perché sono composte per la maggior parte di materia oscura, ma nelle quali Fermi dovrebbe comunque essere in grado di rilevare i raggi gamma generati dalla materia oscura. Fino ad ora non ha trovato quasi nulla e Baldini e co. pensano che sia una prova negativa con cui dovremmo confrontarci a lungo.

Si tratta di una quantità enorme di dati da analizzare e astrofisici di tutto il mondo saranno impegnati ancora per anni ad esaminarli. La prima cosa da chiarire è se le prove per i raggi gamma creati dalla materia oscura sono la fuori ma Fermi non è in grado di rilevarle o se proprio non ci sono.

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1106/1106.3416v1.pdf

http://arxiv.org/abs/1002.0197

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