ASTRI Mini-Array apre una grande finestra sul cielo gamma
ASTRI Mini‑Array sta inaugurando una nuova era nello studio del cielo alle energie più estreme. Questo esperimento innovativo, guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), è progettato per osservare i raggi gamma più energetici, con energie comprese tra 1 e oltre 100 teraelettronvolt (TeV), utilizzando una nuova generazione di telescopi Cherenkov.
Uno degli aspetti più sorprendenti di ASTRI Mini-Array è il suo campo di vista eccezionalmente ampio: oltre 10 gradi di diametro. Per dare un’idea, si tratta di un’area di cielo più che doppia rispetto a quella osservabile dai precedenti telescopi Cherenkov, che tipicamente non superano i 4–5 gradi di diametro.
Il segreto di questo “sguardo panoramico” sta nella sua ottica innovativa. I telescopi ASTRI adottano infatti una configurazione a doppio specchio di tipo Schwarzschild-Couder, che permette di correggere le aberrazioni ottiche anche verso i bordi del campo di vista, ottenendo immagini dei lampi Cherenkov degli sciami con la stessa nitidezza su tutta l’area osservata. Nei telescopi Cherenkov più tradizionali, invece, le immagini diventano progressivamente più sfocate man mano che ci si allontana dal centro.
Per capire meglio la differenza, immaginiamo di usare un telescopio Cherenkov come se fosse un normale telescopio che guarda nella banda del visibile e di osservare la “W” della costellazione di Cassiopea nel cielo notturno che occupa appunto circa 10 gradi [1]. Con un telescopio Cherenkov della generazione precedente sarebbe un po’ come guardarla attraverso il buco della serratura. Si riuscirebbe a vedere solo una parte della costellazione e le stelle ai margini apparirebbero meno definite.
Con ASTRI Mini-Array, invece, sarebbe come spalancare la porta sul cielo: l’intero asterismo, la W, entrerebbe nel campo visivo in un’unica osservazione e le stelle brillanti della costellazione sarebbero osservabili anche ai bordi dell’immagine.
Va sottolineato che ASTRI non è un telescopio ottico, pur osservando nella banda del visibile. Tuttavia, grazie alla sua struttura e alla sua tecnologia all’avanguardia, ci permette di ricostruire il cielo gamma attraverso l’osservazione in luce Cherenkov generata dall’interazione dei raggi gamma cosmici con l’atmosfera. Le immagini gamma ricostruite appaiono con chiarezza uniforme su un’area molto più estesa rispetto agli strumenti del passato.
Le prime osservazioni lo confermano. La capacità di distinguere, dalle immagini ricostruite, i raggi gamma dai raggi cosmici di fondo rimane molto elevata fino a circa 3,5 gradi di distanza dal centro del campo visivo, come confermato dalle osservazioni della Nebulosa del Granchio effettuate durante la fase di collaudo 2024–2025, in questo articolo di Silvia Crestan e colleghi.
Questo ampio campo visivo rappresenta un enorme vantaggio scientifico. Per esempio, ASTRI Mini-Array può osservare molte più sorgenti contemporaneamente rispetto ai precedenti telescopi Cherenkov, raccogliendo in un solo puntamento una quantità di informazioni che prima avrebbe richiesto molte osservazioni separate. Ciò sarà particolarmente importante per lo studio di regioni del cielo dense di sorgenti e complesse, come per esempio la regione del Cigno, che possono essere osservate senza la necessità di spostare continuamente i telescopi e riducendo così il tempo complessivo necessario per rilevare le sorgenti di interesse.
Inoltre, poter osservare grandi porzioni di cielo aumenta la probabilità di scoprire fenomeni inattesi o transienti, eventi brevi e imprevedibili che possono fornire indizi cruciali sui processi più energetici dell’Universo.
Grazie alla combinazione di grande campo visivo e buona risoluzione angolare, ASTRI Mini-Array contribuirà a rispondere a domande ancora aperte sull’origine dei raggi cosmici, sulla natura delle sorgenti più energetiche della nostra Galassia e oltre, e a catturare fenomeni transitori o fugaci nel cielo gamma.
[1] Indicativamente è l’area coperta da 20 lune piene accostate l’una all’altra.
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