ASTRONOMIA MULTIMESSAGERA

Il 17 agosto 2017, una coalescenza di stelle di neutroni avvenuta nella galassia NGC 4993 (a circa 130 milioni di anni luce da noi) è stata osservata contemporaneamente dagli osservatori di onde gravitazionali LIGO e Virgo e da numerosi telescopi elettromagnetici (dalle onde radio fino agli energetici raggi gamma) in tutto il mondo. Questo evento, che rimane a tutt’oggi l’unico osservato di questo tipo, è considerato come simbolico della nascita della cosiddetta “astronomia multimessaggera”, ossia un nuovo approccio di esplorazione dell’universo che permette di indagare lo stesso evento astrofisico attraverso diversi messaggeri cosmici, portatori di informazioni differenti e, in molti casi, tra loro complementari.

Illustrazione artistica di due stelle di neutroni che si fondono. (© NSF/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet)
Illustrazione del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA (© NASA's Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR))

Un altro esempio di osservazione multimessaggera è arrivato nel settembre 2017, quando l’esperimento IceCube, al Polo Sud, ha rivelato un neutrino cosmico in associazione a fotoni gamma di altissima energia, osservati da diversi telescopi spaziali in raggi gamma, tra cui il Large Area Telescope del satellite Fermi, realizzato dalla NASA e gestito con un’importante partecipazione dell’INFN.
L’osservazione multimessaggera ha permesso di risalire alla sorgente: un blazar, ossia una galassia attiva con al centro un buco nero supermassiccio, distante 4,5 miliardi di anni luce da noi, in direzione della costellazione di Orione.

In futuro, si prevede che osservazioni multimessaggere diventeranno quasi di routine, grazie al potenziamento degli attuali esperimenti e all’arrivo di quelli di nuova generazione. Il futuro osservatorio sotterraneo di onde gravitazionali Einstein Telescope, per esempio, promette di rivelare ogni anno decine o centinaia di eventi di fusione tra stelle di neutroni con controparte elettromagnetica, aprendo la strada a prospettive di ricerca del tutto inedite per la comprensione di numerosi fenomeni cosmici: dalla nucleosintesi degli elementi pesanti fino alla comportamento della materia in condizioni estreme nelle stelle di neutroni, passando per i getti relativistici associati ai lampi di raggi gamma, fino a eventi cosmologici rilevanti.

Tunnel della miniera di Sos Enattos ©INFN, Marco Sallese