Osservatorio di Brera Milano

Presentazione sul tema: "Osservatorio di Brera Milano"— Transcript della presentazione:

1 Osservatorio di Brera Milano
Lampi di luce gamma (Gamma-Ray Bursts): le piu` potenti esplosioni cosmiche Gabriele Ghisellini Osservatorio di Brera Milano

2 Lo spettro elettromagnetico
Quello che vediamo noi… …Ma c’è di PIÙ GRB

3 140 120 100 80 Opacita` dell’atmosfera (km) 60 40 20 Lunghezza d’onda

4 Nuclei Galattici Attivi e Getti Radio
Milioni luce di anni luce !

5 Stelle di Neutroni e Pulsar
Nebulosa del Granchio: resto di supernova esplosa nel 1054 DC Radio Infrarosso Pulsar Ottico Raggi X

6 Radiazione cosmica di fondo
Penzias e Wilson

7 Lunghezza d’onda Opacita` dell’atmosfera (km) 140 120 100 80 60 40 20
Raggi X Lunghezza d’onda

8 Riccardo Giacconi, Premio Nobel 2002 per la Fisica

9 Buchi neri

10 Nascita dell’astronomia gamma
Guerra fredda - Test di esplosioni nucleari

11 Coppie di satelliti “VELA” (da velar = guardare)
Nei primi anni `60: trattato contro i test nucleari tra americani e russi Coppie di satelliti “VELA” (da velar = guardare) Rivelatori per raggi X e per raggi gamma Terra Luna

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14 BURST!

15 Terra Luna

16 Dopo 6 anni di segreto militare:

17 Estrema variabilita`:

18 Perche` mai raggi gamma?
Mistero… le SN emettono soprattutto nel visibile.. SN1987A prima dopo

19 ... e si capisce il perche` h Carinae

20 Il mistero continua per 30 anni
Dopo i satelliti Vela, altri satelliti rivelano decine di gamma Ray Bursts Pero` non si riesce a capire quasi nulla della loro natura, anche se vengono pubblicati piu` di 100 modelli diversi! La domanda e`: a che distanza sono queste sorgenti?

21 Sono isotropi ?

22 Provengono dal piano galattico?

23 1991: lancio del Gamma Ray Observatory

24 Provengono da tutte le direzioni!

25 Molto vicini, nell’alone o cosmologici?
Sole Molto vicini, nell’alone o cosmologici?

26 “Via Lattea”

27 Fred Lamb Bodan Paczynski Martin Rees
I burst sono delle esplosioni che avvengono in galassie lontane. Producono piu` energia di una supernova. I burst sono dovuti a stelle di neutroni nell’alone della Via Lattea In ogni caso dobbiamo immaginare un gigantesco rilascio di energia in pochi secondi, e in un volume molto piccolo, con una dimensione dell’ordine di alcuni chilometri

28 Perche` non si riusciva a determinare la distanza?
Perche` i rivelatori di raggi gamma non sono molto precisi nel determinare la direzione di provenienza. Nel migliore dei casi: un grado quadrato.

29 Mezzo grado

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31 1997: la svolta Il 30 Aprile 1996 viene lanciato BeppoSAX, un satellite italo-olandese per l’astronomia X. Porta a bordo un rivelatore per raggi X duri dotato di “maschera codificata” Riesce a localizzare la direzione di arrivo dei fotoni X con la precisione di qualche minuto d’arco (un minuto d’arco=1/60 di grado) Beppo Occhialini

32 Foro stenopeico (pinhole)
Piu` piccolo il buco, migliore e` la definizione dell’immagine, ma meno luce entra…

33 La soluzione e` fare tanti buchi…
A patto di 1) sapere dove sono; 2) avere un software adeguato

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35 Dopo 6-8 ore… Telescopi X

36 AFTERGLOW !

37 E da terra…

38 Il flusso decade nel tempo

39 Si puo` misurare la distanza!
GRB Redshift z=4.5 !

40 Miliardi di anni luce… Aveva ragione Paczynski. I GRB sono tra le sorgenti piu` distanti che conosciamo La loro energia e` quindi enorme: 1053 erg: Come 100 Supernovae Come il Sole per 3000 miliardi di anni Come tutta la nostra Galassia per 100 anni E tutto cio` in pochi secondi….

41 Riassumendo: Durata raggi gamma: qualche secondo
Dopo: fase di afterglow: emissione a tutte le frequenze Energia: 1053 erg (=100 Supernovae) Variabilita`: qualche millisecondo Provengono da tutte le direzioni

42 Fireball

43 Cosa e` una fireball? E` un mini-Big Bang.
Se si rilascia energia in un volume piccolo, il destino e` segnato, indipendentemente dai dettagli

44 La pressione interna spinge ed accelera
v= c

45 Problema: come ritrasformare l’energia cinetica in radiazione?
v=0.999 c Collisione “interna” Raggi gamma v= c

46 E l’afterglow? Fireball Afterglow
Collisione con la materia interstellare Materia interstellare Afterglow La fireball rallenta

47 Modello standard

48 Perche` sono importanti?
Perche` sono laboratori di fisica in condizioni estreme Perche` sono le sorgenti piu` potenti: studio dell’universo lontano (prime stelle, prime galassie) Fra un anno ne sapremo di piu`!

49 Data di lancio: 5 Dic. 2003 Osservatorio di Brera! Telescopio X:
2 m Telescopio ottico Data di lancio: 5 Dic. 2003

50 Grazie dell’attenzione!
Giovedi` prossimo: Stefano Covino: “Lampi di luce gamma: nascita dei buchi neri?”

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