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L’osservazione deLL’universo nei raggi gamma

CoN l’iNizio dell’era spaziale, ovvero da provenienza [1]. Pochi anni dopo, nel 1968, il sa-

quando è stato possibile mandare in orbita satel- tellite OSO-III della NASA identificò per la prima

liti equipaggiati con strumenti di misurazione, si volta una radiazione gamma al di sopra dei 100
è aperta la possibilità di osservare l’Universo an- MeV proveniente dalla nostra Galassia. Queste

che nei raggi X e gamma, ovvero la parte più ener- prime scoperte furono sufficienti a far intuire

getica dello spettro elettromagnetico (cioè per la presenza di molte sorgenti capaci di emette-
energie maggiori di circa 100 eV1). Prima dell’av- re raggi gamma e spinsero gli scienziati verso la

vento dei satelliti questo non era possibile poiché costruzione di nuovi tipi di satelliti, tecnologica-

i fotoni provenienti dal cosmo con energie supe- mente sempre più avanzati e progettati ad hoc per
riori a quelle dell’ultravioletto vengono assorbiti svelarne la natura.

dall’atmosfera, quindi non è possibile una loro In quegli anni il clima da guerra fredda portò
osservazione diretta a terra.
a una delle scoperte più interessanti dell’astro-

In particolare l’osservazione dei raggi gam- fisica moderna. A cavallo tra la fine degli anni

ma (cioè fotoni con energia > 105 eV) si basa su ’60 e ’70 gli USA lanciarono una serie di satelliti
due filosofie differenti a seconda dell’intervallo militari, denominati Vela, con lo scopo di moni-

di energia che si è interessati a considerare. Per torare le esplosioni nucleari a Terra attraverso la

energie fino a 100 GeV si utilizzano satelliti orbi- rilevazione dei raggi gamma prodotti dal processo
tanti intorno alla Terra che permettono una mi- di fissione. L’obiettivo era quello di verificare il

sura diretta dei singoli fotoni; per energie supe- rispetto dei trattati internazionali di non prolife-

riori a 100 GeV, invece, l’osservazione viene fatta
con dispositivi terrestri, ma in maniera indiret-
Il primo telescopio per l’osservazione
ta, misurando l’effetto che questi fotoni hanno
di raggi gamma di origine cosmica fu mandato
sull’atmosfera.
Nella fase iniziale dell’esplorazione dell’Uni- in orbita a bordo del satellite della NASA

verso, nei raggi gamma gli scienziati non sapeva- Explorer 11 nel 1961, quattro anni dopo

no esattamente cosa aspettarsi. Gli oggetti celesti il lancio dello Sputnik
osservati fino ad allora erano essenzialmente sor-

genti termiche, come stelle e galassie, le cui tem-

perature possono produrre fotoni rilevabili fino razione delle armi nucleari e quindi che non fos-
alla banda X, ma non ad energia più alta; tuttavia sero effettuati esperimenti atomici. A partire dal

c’erano motivazioni per credere nell’esistenza di 1967 questi satelliti scoprirono casualmente im-
sorgenti gamma. In particolare si sapeva che, da provvise esplosioni di lampi gamma (chiamati poi
1 L’elettronvolt,
qualche parte nell’Universo, venivano prodotti i Gamma Ray Burst, GRB). Inizialmente si diffuse la
indicato con la sigla
raggi cosmici, ovvero nuclei di atomi accelerati fino paura che tali lampi fossero legati ai test atomici “eV”, è l’unità di
ad energie spaventosamente alte che continua- da parte dei russi, ma poco dopo fu accertata l’in-
misura comunemente
usata nella fisica
mente bombardano la Terra. Le sorgenti in grado fondatezza di questa ipotesi poiché il particolare
delle alte energie e
di accelerare questi nuclei avrebbero dovuto emet- tipo di spettro elettromagnetico al quale si riferi- corrisponde all’energia
tere, con tutta probabilità, anche raggi gamma.
vano le osservazioni era diverso da quello che ci si
acquisita da una
carica elettrica di un
Il primo telescopio per l’osservazione di raggi può aspettare da un’esplosione nucleare. Inoltre,
Coulomb accelerata
gamma di origine cosmica fu mandato in orbita il fatto che le esplosioni provenissero in manie- per un metro in un
a bordo del satellite della NASA Explorer 11 nel ra uniforme da tutte le direzioni dello spazio rese
campo elettrico di 1
Volt. In termini di
1961, quattro anni dopo il lancio dello Sputnik, chiara la natura extraterrestre delle emissioni
frequenze 1 eV = 2.4
il primo satellite orbitante nello spazio. Con- gamma intercettate. La delicata situazione poli- x 1014 Hz. Si usano
trariamente alle aspettative, in 23 giorni di vita, tica mondiale di quegli anni spinse a mantenere
spesso i seguenti
multipli: MeV = 106 eV,
l’Explorer 11 riuscì a vedere ben 22 fotoni pur non segreta la scoperta fino al 1973, anno in cui fu resa
GeV = 109 eV e TeV =
essendo in grado di identificarne la direzione di
pubblica alla comunità scientifica. 1012 eV.

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