Galassie e raggi gamma: nuova scoperta dei ricercatori
Uno studio dei ricercatori dell’Università di Torino, INAF, INFN e altri Atenei internazionali sulle mappe del satellite Fermi della NASA rivela l’emissione di raggi gamma associata agli ammassi di galassie.
Anche gli ammassi di galassie brillano di luce gamma. Questa è la conclusione del gruppo di ricercatori dell’Università di Torino, dell’INAF, dell’INFN, e degli Atenei di Roma Tre, Aachen, Manchester, Pechino e Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), che hanno analizzato i dati raccolti in 6 anni e mezzo di missione dal telescopio spaziale della NASA Fermi, cui l’Italia partecipa con l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’INAF e l’INFN.
Il team ha utilizzato le osservazioni condotte dallo strumento Large Area Telescope (LAT) di Fermi nella banda dei raggi gamma di altissima energia: la loro elaborazione ha permesso di identificare diversi tipi di sorgenti astrofisiche. Tra quelle extragalattiche ci sono prevalentemente i nuclei galattici attivi, mentre mancano all’appello gli ammassi di galassie, oggetti la cui emissione è stata identificata in tutte le altre bande dello spettro, compresa quella dei raggi X. L’obiettivo dello studio è identificare la radiazione gamma prodotta dagli ammassi di galassie analizzando la componente diffusa delle mappe di Fermi, ovvero la radiazione gamma non associata a sorgenti note.
«Abbiamo identificato un eccesso di emissione in banda gamma associato alla posizione degli ammassi di galassie già noti» spiega Enzo Branchini, professore dell’Università Roma Tre e associato INAF, primo autore dello studio pubblicato oggi sulla rivista The Astophysical Journal Supplement. «La nostra analisi è di natura statistica e utilizza la stessa tecnica che abbiamo applicato con successo per studiare la natura del fondo gamma diffuso, vincolando contestualmente le caratteristiche della materia oscura. Con la stessa metodologia abbiamo ora rivelato e studiato l’emissione nella banda dei raggi gamma associata agli ammassi di galassie».
Gli ammassi di galassie sono dei veri e propri laboratori di astrofisica. Dal loro studio gli astronomi ottengono informazioni cruciali sui meccanismi di emissione di fotoni di alta energia e di accelerazione di particelle. Per tale motivo sono stati osservati in tutte le regioni dello spettro elettromagnetico con l’eccezione, fino ad oggi, della banda gamma.
«La maggior parte dell’emissione che abbiamo rivelato è prodotta da Nuclei Galattici Attivi presenti all’interno o nelle immediate vicinanze dell’ammasso», sottolinea Marco Regis, ricercatore del Dipartimento di Fisica dell’Università di Torino e dell’INFN. «Tuttavia sembra esserci una seconda componente che, per distribuzione spaziale ed energetica, potrebbe essere associata all’ammasso in sé, alla materia oscura di cui è composto, piuttosto che agli oggetti in esso contenuti. Il nostro studio non fornisce una riposta definitiva al riguardo. Ma indica la direzione in cui muoversi per comprenderla».
Lo studio viene pubblicato nell’articolo Cross-correlating the gamma-ray sky with catalogs of galaxy clusters di Enzo Branchini, Stefano Camera, Alessandro Cuoco, Nicolao Fornengo, Marco Regis, Matteo Viel, Jun-Qing Xia sulla rivista The Astrophysical Journal Supplement.