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eso1308it — Comunicato Stampa Scientifico

Indizi sull'orgine misteriosa dei raggi cosmici

Il VLT indaga sui resti di una supernova del Medioevo

14 febbraio 2013

Nuove osservazioni molto dettagliate di un millenario resto di supernova, ottenute con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, hanno svelato alcuni indizi sull'origine dei raggi cosmici. Per la prima volta le osservazioni suggeriscono la presenza di particelle ad alta velocità nel resto di supernova: potrebbero essere i precursori dei raggi cosmici. I risultati vengono pubblicati nel numero del 14 febbraio 2013 della rivista Science.

Nel 1006 una nuova stella apparve nei cieli australi e venne registrata in quasi tutto il mondo. Era molto più brillante del pianeta Venere e potrebbe addirittura aver rivaleggiato in luminosità con la Luna. Al massimo di luminosità era così brillante che faceva ombra ed era visibile durante il giorno. In tempi più recenti gli astronomi hanno identificato la posizione di questa supernova e l'hanno chiamata SN 1006. Hanno anche trovato un anello luminoso di materiale in espansione, nella costellazione australe del Lupo, che costituisce i resti della grande esplosione.

Da tempo si sospetta che questi resti di supernova siano anche il luogo in cui si formano alcuni raggi cosmici - particelle molto energetiche, provenienti dall'esterno del Sistema Solare, che si muovono a velocità prossime a quella della luce. Ma finora i dettagli di questo meccanismo sono stati un mistero.

Un'equipe di astronomi, guidata da Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germania [1]) ha usato ora lo strumento VIMOS installato sul VLT per osservare il millenario resto di supernova SN 1006 con un dettaglio mai raggiunto prima. Volevano studiare ciò che accade nel luogo in cui il materiale espulso ad alta velocità dalla supernova si getta sulla materia interstellare ferma - il fronte d'urto. Questo fronte d'urto che si espande ad alta velocità è simile al boato sonico prodotto da un aeromobile che supera la barriera del suono ed è un candidato naturale ad essere l'acceleratore di particelle cosmico.

Per la prima volta l'equipe è riuscita non solo a ricavare informazioni sul materiale del fronte d'urto in un certo punto, ma anche a costruire una mappa delle proprietà del gas e di come queste cambiano attraversando il fronte d'urto. Questo ha fornito indizi essenziali per risolvere il mistero.

I risultati sono stati soprendenti - suggeriscono che ci fossero molti protoni in moto rapidissimo nel gas, nella regione dell'urto [2]. Anche se non sono i raggi cosmici di alta energia tanto ricercati, potrebbero essere le "particelle seme" necessarie per acquistare, attraverso l'interazione con il materiale nel fronte d'urto, l'energia elevatissima richiesta per volar via nello spazio come raggi cosmici.

Nikolić spiega: "Questa è la prima volta in cui riusciamo a guardare da vicino quello che accade nel fronte d'urto di una supernova e nei dintorni. Abbiamo trovato l'evidenza della presenza di una regione che viene riscaldata proprio come ci aspetterebbe se ci fossero dei protoni che trasportano l'energia direttamente da dietro al fronte d'urto".

Questo studio è stato il primo a usare uno spettrografo a campo integrale [3] per sondare le proprietà del fronte d'urto nei resti di supernova in così gran dettaglio. L'equipe è ora ansiosa di applicare questo metodo ad altri resti di supernova.

Il co-autore Glenn van de Ven, del Max Planck Institute for Astronomy, conclude: "Questo nuovo approccio osservativo potrebbe essere la chiave per risolvere il rompicapo della produzione dei raggi cosmici da parte dei resti di supernova".

Note

[1] Le nuove prove sono emerse durante l'analisi dei dati effettuata da Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy) come parte della ricerca svolta per il dottorato all'Università di Heidelberg.

[2] Questi protoni sono chiamati sopratermici poichè si muovono molto più velocemente di quanto previsto semplicemente sulla base della temperatura del materiale.

[3] Ciò viene ottenuto per mezzo di una funzione di VIMOS chiamata unità di campo integrale in cui la luce registrata in ogni pixel viene dispersa nei suoi colori componenti: ciascuno di questi spettri viene poi registrato. Gli spettri possono essere quindi analizzati individualmente e si possono costruire le mappe delle velocità e delle proprietà chimiche di ogni parte dell'oggetto.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata nell'articolo "An Integral View of Fast Shocks around Supernova 1006" che verrà pubblicato dalla rivista Science il 14 febbraio 2013.

L'equipe è composta da Sladjana Nikolić (Max Planck Institute for Astronomy [MPIA], Heidelberg, Germania), Glenn van de Ven (MPIA), Kevin Heng (University of Bern, Svizzera), Daniel Kupko (Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam [AIP], Potsdam, Germania), Bernd Husemann (AIP), John C. Raymond (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, USA), John P. Hughes (Rutgers University, Piscataway, USA), Jesús Falcon-Barroso (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Spagna).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1308.
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Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso1308it
Science data:2013Sci...340...45N

Immagini

Osservazioni VLT/VIMOS del fronte d'urto nel resto di supernova SN 1006
Osservazioni VLT/VIMOS del fronte d'urto nel resto di supernova SN 1006
Il resto di supernova SN 1006 visto a diverse lunghezze d'onda
Il resto di supernova SN 1006 visto a diverse lunghezze d'onda
Parte del resto di supernova SN 1006 osservato con il Telescopio Spaziale Hubble della NASA/ESA
Parte del resto di supernova SN 1006 osservato con il Telescopio Spaziale Hubble della NASA/ESA

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