Istituto di Astrofisica Spaziale GRUPPO DI ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica Roma

Onda elettromagnetica Un’onda EM è composta da un campo elettrico e da un campo magnetico oscillanti, perpendicolari tra loro e alla direzione di propagazione La distanza tra due creste successive è la lunghezza d’onda

Oltre il visibile La luce visibile è solo una piccola banda dello spettro elettromagnetico Ma gli oggetti nell’Universo emettono anche radiazione a lunghezze d’onda diverse da quelle della luce visibile! Studiare questa radiazione “invisibile” apre una nuova “finestra” sulle proprietà dei corpi celesti A varie bande dello spettro EM corrispondono processi fisici e oggetti diversi Ma bisogna andare nello spazio...l’atmosfera è opaca per la maggior parte delle lunghezze d’onda

La Nebulosa Granchio

L’astrofisica delle Alte Energie Per “alte energie” si intende la zona dello spettro EM caratterizzata da piccole lunghezze d’onda e quindi grandi frequenze ed energie: raggi X e raggi gamma L’ “universo violento”: l’emissione X e gamma nell’universo è associata alla morte delle stelle ed a fortissimi campi gravitazionali e magnetici Il nostro gruppo si occupa della costruzione di strumenti per “vedere” i raggi X e gamma provenienti dall’universo Questi strumenti vengono posti a bordo di satelliti orbitanti

Lo “zoo” ad alte energie Tra gli oggetti celesti che emettono raggi X e raggi gamma, ricordiamo: Le nane bianche Le stelle di neutroni I buchi neri I Gamma Ray Burst

Nane Bianche Massa: circa 1 MSole (2*1030 kg); Sirio Sirio B Raggio: circa 1 RTerra (6371 km); Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle medio-piccole (circa 1 MSole); Si trovano spesso in sistemi binari con stelle normali (non collassate); Emissione: termica (nel visibile), da disco di accrescimento (nei raggi X); Sirio Sirio B

Stelle di Neutroni La pulsar della Nebulosa Granchio Massa: circa 1.4 MSole (3*1030 kg); Raggio: circa 10 km; Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle massicce dopo l’esplosione di Supernova; Emissione: pulsar (radio, gamma, visibile), accrescimento (raggi X); Dotate di fortissimi campi magnetici Si trovano isolate o in sistemi binari La pulsar della Nebulosa Granchio

Buchi Neri (galattici) Massa: da 1.4 MSole (3*1030 kg) a 10 MSole (2*1031 kg); Raggio: circa 3 – 30 km; Progenitore: collasso gravitazionale del nucleo di stelle molto massicce dopo l’esplosione di Supernova; Emissione: getti (radio, gamma, visibile), accrescimento (raggi X); Sono visibili solo se si trovano in sistemi binari, attraverso l’emissione del disco di accrescimento

Nuclei Galattici Attivi (AGN) Massa: buchi neri da 106 MSole (2*1036 kg) fino a 108 MSole (2*1038 kg); Progenitore: possibile fusione di un buco nero centrale con altre stelle; Emissione: tutto lo spettro! Getti (radio, gamma, visibile), accrescimento (IR, ottico, UV, raggi X); Probabilmente tutte le galassie hanno attraversato una fase attiva.

Gamma Ray Burst Scoperti negli anni ‘60 cercando test nucleari nell’atmosfera; Lampi brevi (0.1 s – 100 s) e molto intensi di raggi X e gamma; Circa 1 – 3 al giorno da tutte le direzioni in Cielo; Progenitore: collasso di stelle supermassive, fusione di sistemi binari (buchi neri, stelle di neutroni);

La polarizzazione Una onda EM è composta da un campo elettrico e da un campo magnetico oscillanti La direzione di oscillazione del campo elettrico definisce la “polarizzazione” dell’onda Alcuni materiali hanno la proprietà di far passare solo alcune direzioni di polarizzazione ben precise (p.e.: polaroid) Lo studio della polarizzazione della luce proveniente dagli oggetti celesti ci dà ulteriori informazioni sulle loro proprietà

Visita ai laboratori Alte Energie AGILE: il satellite italiano per Astronomia X e Gamma Polarimetro X: uno strumento unico al mondo per lo studio della polarizzazione nei raggi X

Pensate ad una carriera in astrofisica? Il disastro è cominciato quando ho lasciato la scuola... Non ti preoccupare, io ho una laurea e un dottorato di ricerca...