L'impressione di questo artista fornisce uno schema di come l'imager a bordo del satellite Integral dell'ESA (IBIS) può ricostruire immagini di eventi potenti come i lampi di raggi gamma (GRB) utilizzando la radiazione che passa attraverso il lato del telescopio di imaging di Integral. IBIS utilizza due strati di rivelatori, uno sopra l'altro, mentre la maggior parte dei telescopi a raggi gamma contiene solo un singolo strato rivelatore. Nell'IBIS, i raggi gamma a più alta energia innescano il primo strato rivelatore (chiamato ISGRI), perdere un po' di energia nel processo, ma non sono completamente assorbiti. Questo è noto come diffusione Compton. I raggi gamma deviati passano poi attraverso lo strato sottostante (chiamato PICSIT) dove possono essere catturati e assorbiti dai cristalli PICSIT perché hanno ceduto un po' di energia nel loro passaggio attraverso il primo strato. La parte in blu dell'immagine descrive il campo visivo completamente codificato dello strumento. IBIS può vedere dietro gli angoli perché i raggi gamma dei GRB più potenti passerebbero attraverso la schermatura di piombo sul lato del telescopio, poi attraverso il primo strato di rivelatore prima di fermarsi nel secondo strato. Le posizioni di dispersione nei due strati di detecor e i depositi di energia possono quindi essere utilizzati per determinare la direzione del GRB. Credito:ESA/C.Carreau
Una collaborazione globale di telescopi, tra cui l'osservatorio spaziale integrale ad alta energia dell'ESA, ha rilevato un mix unico di radiazioni che esplodono da una stella morta nella nostra galassia, qualcosa che non è mai stato visto prima in questo tipo di stella, e può risolvere un mistero cosmico di vecchia data.
La scoperta riguarda due tipi di interessanti fenomeni cosmici:magnetar e Fast Radio Bursts. Le magnetar sono resti stellari con alcuni dei campi magnetici più intensi dell'Universo. Quando diventano "attivi", possono produrre brevi raffiche di radiazioni ad alta energia che in genere durano nemmeno un secondo ma sono miliardi di volte più luminose del Sole.
I Fast Radio Burst sono uno dei maggiori misteri irrisolti dell'astronomia. Scoperto per la prima volta nel 2007, questi eventi pulsano intensamente nelle onde radio per pochi millisecondi prima di svanire, e solo raramente si vedono di nuovo. La loro vera natura rimane sconosciuta, e nessun tale scoppio è mai stato osservato neanche all'interno della Via Lattea, di origine nota, o emettendo qualsiasi altro tipo di radiazione oltre il dominio delle onde radio, fino ad ora.
A fine aprile, SGR 1935+2154, una magnetar scoperta sei anni fa nella costellazione della Vulpecula, a seguito di una notevole esplosione di raggi X, tornò attivo. Subito dopo, gli astronomi hanno notato qualcosa di stupefacente:questa magnetar non stava solo irradiando i suoi soliti raggi X, ma le onde radio, pure.
"Abbiamo rilevato l'esplosione di alta energia della magnetar, o "difficile", Raggi X utilizzando Integral il 28 aprile, " afferma Sandro Mereghetti dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF–IASF) di Milano, Italia, autore principale di un nuovo studio su questa fonte basato sui dati Integral.
"Il 'Burst Alert System' su Integral ha avvisato automaticamente gli osservatori di tutto il mondo della scoperta in pochi secondi. Questo è avvenuto poche ore prima che venissero emessi altri avvisi, consentendo alla comunità scientifica di agire rapidamente ed esplorare questa fonte in modo più dettagliato".
Gli astronomi a terra hanno individuato un breve ed estremamente luminoso scoppio di onde radio dalla direzione di SGR 1935+2154 utilizzando il radiotelescopio CHIME in Canada lo stesso giorno, nello stesso lasso di tempo dell'emissione di raggi X. Ciò è stato confermato indipendentemente poche ore dopo dal Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) negli Stati Uniti.
"Non abbiamo mai visto un'esplosione di onde radio, simile a un Fast Radio Burst, da una magnetar prima, "aggiunge Sandro.
"In modo cruciale, l'imager IBIS su Integral ci ha permesso di individuare con precisione l'origine del burst, inchiodando la sua associazione con la magnetar, " afferma il coautore Volodymyr Savchenko dell'Integral Science Data Center dell'Università di Ginevra, Svizzera.
Rappresentazione artistica di SGR 1935+2154, un residuo stellare altamente magnetizzato, noto anche come magnetar. Credito:ESA
"La maggior parte degli altri satelliti coinvolti nello studio collaborativo di questo evento non sono stati in grado di misurare la sua posizione nel cielo, e questo è stato fondamentale per identificare che l'emissione proveniva effettivamente da SGR1935+2154".
"Questa è la prima connessione osservativa tra magnetar e Fast Radio Bursts, " spiega Sandro.
"È davvero una grande scoperta, e aiuta a mettere a fuoco l'origine di questi misteriosi fenomeni."
Questa connessione supporta fortemente l'idea che i Fast Radio Burst provengano da magnetar, e dimostra che i lampi di questi oggetti altamente magnetizzati possono essere individuati anche a lunghezze d'onda radio. Le magnetar sono sempre più popolari tra gli astronomi, poiché si ritiene che svolgano un ruolo chiave nel guidare una serie di diversi eventi transitori nell'Universo, dalle esplosioni di supernova super luminose ai lampi di raggi gamma distanti ed energetici.
Lanciato nel 2002, Integral trasporta una suite di quattro strumenti in grado di osservare e acquisire simultaneamente immagini di oggetti cosmici nei raggi gamma, raggi X, e luce visibile.
Al momento dello scoppio, il magnetar si trovava nel campo visivo di 30 gradi per 30 gradi dello strumento IBIS, portando a un rilevamento automatico da parte del pacchetto software Burst Alert System del satellite, gestito dall'Integral Science Data Center di Ginevra, che allerta immediatamente gli osservatori di tutto il mondo. Allo stesso tempo, lo Spectrometer on Integral (SPI) ha anche rilevato il burst di raggi X, insieme ad un'altra missione spaziale, Telescopio cinese a modulazione di raggi X Hard (HXMT).
"Questo tipo di collaborazione, multi-wavelength approach and resulting discovery highlights the importance of timely, large-scale coordination of scientific research efforts, " adds ESA's Integral project scientist Erik Kuulkers.
"By bringing together observations from the high-energy part of the spectrum all the way to radio waves, from across the globe and in space, scientists have been able to elucidate a long-standing mystery in astronomy. We're thrilled that Integral played a key role in this."
The paper "INTEGRAL discovery of a burst with associated radio emission from the magnetar SGR 1935+2154" by S. Mereghetti et al. is published in the Lettere per riviste astrofisiche .
