L’universo violento

In edicola lunedì 21 gennaio nella collana Lezioni di Fisica del Corriere della Sera, L’Universo Violento di Patrizia Caraveo, dirigente dell’istituto nazionale di astrofisica spaziale e fisica cosmica dell’Inaf di Milano. Una lettura che in 159 pagine offre al lettore, anche non esperto, la comprensione dell’affascinante mondo dell’astronomia gamma che studia il comportamento delle stelle di neutroni e di eventi cosmici violenti.

Il libro si articola in due capitoli: La Lezione e Cosa resta da scoprire, introdotti da Giorgio Rivieccio, seguiti da una cronologia che racconta di scienziati e strumenti che hanno fatto la storia dell’astronomia gamma. In coda un capitolo dedicato alle Risposte della scienza, un piccolo vocabolario Le parole della fisica e un elenco di letture e video consigliati a complemento.

Con dedica a Giovanni Fabrizio Bignami, scienziato e compagno di vita di Patrizia Caraveo, La Lezione apre con un fatto di cronaca del 17 agosto 2017 quando tutti i telegiornali nazionali e internazionali riportarono la notizia che era stata intercettata dai rilevatori Ligo e Virgo l’onda gravitazionale, a seguito dell’incontro esplosivo di due stelle di neutroni all’interno di un sistema binario.

La catastrofe aveva lasciato una traccia: un’onda gravitazionale subito seguita da emissione di un segnale gamma (colto dai rilevatori in orbita) e da un segnale ottico studiato per settimane da 70 telescopi grandi e piccoli sparsi in tutta la Terra.

La conquista dell’invisibile, sostiene l’autrice, è figlia del progresso scientifico e tecnologico che si è dotato di “occhiali speciali” per decodificare l’informazione, catturandola nelle diverse lunghezze d’onda o misurando l’energia del fotone. Lo schema dello spettro elettromagnetico è semplice e di comprensione immediata e anticipa il racconto di come i diversi strumenti, satelliti e rilevatori possano contribuire, tutti insieme, a comprendere le emissioni di corpi celesti, considerando l’effetto di quelle poche decine di chilometri di gas – l’atmosfera – che funziona da filtro, lasciando passare alcuni tipi di radiazione e fermandone altre.

Mettendo insieme tutte le informazioni disponibili si riesce a capire come funzionano gli oggetti celesti tra cui le catastrofi cosmiche dell’universo violento. Ambiente con caratteristiche estreme, con forte variabilità che necessita l’unione di due scienze: l’astronomia e la fisica delle particelle (astro particellare), cioè lo studio della fisica dei raggi cosmici, dei campi magnetici, delle radiazioni elettromagnetiche, dei fotoni, dei neutrini. Questa è l’astronomia multi lunghezza d’onda che ci fa vedere un cielo diverso nelle diverse lunghezze d’onda.

In particolare quei fotoni di alte energie (o fotoni gamma) sono il cuore dell’astronomia gamma.

Momento storico fortunato per questa scienza che arriva a svelare i misteri delle stelle di neutroni, dei buchi neri super massivi al centro di galassie lontane o cattura le esplosioni di supernove.

Dai processi di produzione di raggi gamma agli strumenti che li catturano la Caraveo racconta l’excursus storico e i progressi che questa scienza ha conquistato di recente e dichiara che siamo solo all’inizio. Sottolinea il ruolo di italiani che ne hanno determinato il successo come Domenico Pacini, Bruno Rossi e Giuseppe Occhialini e si augura che il contribuente possa apprezzare gli sforzi economici che hanno determinato il successo di missioni spaziali a forte partecipazione italiana come Integral, Fermi e Agile.

Conduce con passione il lettore nel cuore delle nuove sfide scientifiche e tecnologiche che stanno alla base di grandi opere come i telescopi Cherenkov MAGIC o degli osservatori, in particolare HAWC costruito sul Pico di Orizaba in Messico e che cattura l’energia dei fotoni di supernova a qualche centinaio di Tev.

Infine, “come sosteneva Nanni”, bisogna cambiare registro potenziando l’astronomia gamma da Terra.

Sul “Cosa da resta da scoprire”, l’autrice spiega l’importanza della partecipazione scientifica dell’Inaf, come leader nella costruzione dei piccoli telescopi e di sofisticati specchi, al grande progetto Cherenkov Telescope Array (CTA) che avrà due siti, uno nell’emisfero Nord e uno al Sud.

Quello a Sud sarà più grande perché è al Sud del nostro emisfero che si vede bene il centro della nostra galassia e buona parte del piano dove si concentrano i resti di esplosioni di supernova che accelerano i raggi cosmici e brillano nei raggi gamma di altissima energia.

L’universo violento è lì ad aspettarci.