FERMI: STIMATA LA SOMMA DEI FOTONI EMESSI DALLE STELLE
“4000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000,ovvero 4 seguito da 84 zeri. Questo numero letteralmente “astronomico”, che rappresenta la somma di tutti i fotoniemessi finora dalle stelle nell’universo fin quasi dall’inizio della sua storia, è stato stimato per la prima volta da un team internazionale di scienziati grazie ai dati raccolti in oltre 9 anni dal Large Area Telescope di Fermi, missione spaziale della NASA, con una fondamentale partecipazione italiana grazie ai contributi dell’Agenzia Spaziale Italiana – ASI, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – infn e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica – Inaf”.
Lo studio è stato pubblicato sull’ultimo numero della rivista Science ed è basato sull’analisi dell’emissione di raggi gamma di un esteso campione di galassie attive distanti, che ha permesso di stimare il tasso di formazione delle stelle e fornire un riferimento per le future missioni che esploreranno gli albori dell’evoluzione stellare.
La luce emessa da tutte le galassie nel corso della storia dell’Universo produce quella che è nota come luce extragalatticadi fondo – EBL alle lunghezze d’onda ultravioletta, ottica e infrarossa. Questa luce di fondo rappresenta una fonte di “opacità” per i raggi gamma, e lascia un’impronta negli spettri delle sorgenti gamma distanti.
I ricercatori hanno misurato questa attenuazione utilizzando come riferimento 739 galassie attive e un lampo gamma veloce rilevato dal Fermi Large Area Telescope. Ciò ha permesso di ricostruire l’evoluzione della luce extragalattica di fondo e di determinare la storia della formazione stellare dell’Universo per oltre il 90% della sua evoluzione.
“Grazie ai dati raccolti dal telescopio Fermi, siamo stati in grado di misurare l’intera quantità di luce stellare mai emessa – ha detto Marco Ajellodella Clemson University, primo autore dello studio -. Le stelle creano la maggior parte della luce che vediamo e sintetizzano la maggior parte degli elementi pesanti dell’universo, come il silicio e il ferro. Capire l’universo in cui viviamo dipende in gran parte dalla nostra comprensione di come si sono evolute le stelle”.
Uno degli obiettivi principali della missione Fermi, che quest’anno ha celebrato il suo decimo anniversario, è stato quello di fare una stima della luce di fondo extragalattica, una sorta di “nebbia” cosmica composta da luce ultravioletta, visibile e infrarossa che le stelle hanno creato nel corso della storia dell’universo.
Infatti, poiché la luce stellare continua a viaggiare attraverso il cosmo molto tempo dopo che le sue sorgenti sono esaurite, misurare la Ebl permette agli astronomi di studiare la formazione e l’evoluzione stellare in modo indipendente dallo studio dalle indagini sulle stelle stesse.
“In generale, sfruttiamo la radiazione gamma rivelata dai nostri osservatori in orbita per studiare gli oggetti celesti. In questo caso, invece, quantifichiamo l’assenza di radiazione gamma per censire la luce che pervade l’universo – ha aggiunto Patrizia Caraveo, responsabile per l’Inaf dello sfruttamento scientifico dei dati Fermi-Lat –. È affascinante vedere cosa si può ricavare dall’evidenza di una assenza. Esaminando, galassia per galassia, il deficit nell’emissione gamma che noi abbiamo misurata rispetto a quella che pensiamo esse abbiano prodotto, possiamo stimare la quantità di fotoni killer che sono stati prodotti da tutte le stelle che hanno brillato in qualche epoca nel nostro universo. Un risultato veramente “universale”, che bene si presta a festeggiare i 10 anni di vita orbitale della missione Fermi”.