L'orizzonte delle nostre esplorazioni di sorgenti di raggi gamma nell'Universo è raddoppiato. L'"occhio" del telescopio internazionale Magic (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) è riuscito a vedere là dove nessun altro esperimento era riuscito ad arrivare prima, rivelando un buco nero distante dalla Terra circa 6 miliardi di anni luce, la metà del raggio dell'intero Universo. Questo buco nero diviene così la sorgente di raggi gamma di altissima energia più lontana che sia mai stata osservata. L'importante risultato, al quale hanno collaborato l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) e l'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), è stato pubblicato sulla rivista Science.
Il buco nero avvistato da Magic si trova al centro della galassia 3C279: si tratta di un oggetto supermassiccio (la cui massa è circa un miliardo di volte quella del Sole), che si accresce continuamente fagocitando la materia della galassia circostante. Durante questo processo emette raggi gamma di altissima energia, cioè fotoni come quelli che compongono la luce visibile, ma oltre cento miliardi di volte più energetici di essi.
"Riuscire a rivelare la radiazione gamma proveniente da una sorgente così lontana è un risultato molto importante perché sfida le attuali teorie sulla "densità" della luce", spiega Alessandro De Angelis, responsabile nazionale dell'esperimento Magic, ricercatore dell'Infn e professore all'Università di Udine. "Infatti, il flusso dei fotoni che compongono i raggi gamma - prosegue De Angelis - pur essendo molto energetico è, però, attenuato dall’interazione diretta con i fotoni di energia molto più bassa che costituiscono il fondo luminoso extragalattico. Perciò, se siamo riusciti a vedere una sorgente così lontana, questo significa che l’Universo è più buio di quanto avevamo pensato finora e quindi anche molto più "trasparente" ai raggi gamma, perché il fondo luminoso influenza meno del previsto la radiazione gamma di alta energia".
"Lo studio di questo fondo luminoso extragalattico è di grande interesse - spiega inoltre Marco Salvati, coordinatore del gruppo dell'Inaf che lavora all'esperimento - perché ci dà informazioni sulla storia della produzione della luce durante l'evoluzione dell'Universo. Una storia che è intimamente legata alla nascita e allo sviluppo di stelle e galassie".
Il risultato di Magic, quindi, conferma ancora una volta il ruolo fondamentale che gioca lo studio della radiazione gamma nella comprensione del nostro universo e della fisica fondamentale in condizioni estreme di gravità ed energia. I raggi gamma rappresentano infatti la radiazione di più alta energia mai osservata e sono generati durante i più violenti fenomeni cosmici, quali per esempio le esplosioni di supernova, i gamma ray bursts (o lampi gamma) e l’accrescimento dei buchi neri al centro delle galassie, come nel caso della sorgente avvistata da Magic. I fotoni gamma forniscono notizie preziose sui processi che li hanno generati perché non subiscono deviazioni da parte dei campi magnetici (come accade invece per i raggi cosmici dotati di carica) e giungono quindi sulla Terra conservando integra l'informazione sulla loro origine. Così possono essere utilizzati per la moderna fisica astroparticellare e l’astronomia e, dal momento che queste particelle viaggiano per distanze comparabili con il raggio dell'Universo, esse danno informazioni importanti anche per la fisica fondamentale e per la cosmologia.
Il telescopio Magic, in funzione dal 2004, è un telescopio per raggi gamma allestito all’Osservatorio del Roque de los Muchachos sull'isola di La Palma, nell’arcipelago delle Canarie. È frutto di una collaborazione internazionale che comprende circa 150 ricercatori provenienti da Germania, Italia, Spagna, Svizzera, Polonia, Finlandia, Bulgaria e Stati Uniti. Per l'Italia partecipano l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare con i gruppi di Padova, Siena e Udine, coordinati rispettivamente da Mosè Mariotti, Riccardo Paoletti e Barbara De Lotto, i dipartimenti di fisica delle Università di Padova, Siena e Udine, e il gruppo dell'Istituto Nazionale di Astrofisica, coordinato da Marco Salvati.
Magic è costituito da uno specchio di 17 metri di diametro e rappresenta il più grande telescopio per radiazione gamma esistente. Riesce a rivelare i raggi gamma cogliendo i brevi lampi di luce che si producono quando essi attraversano l'atmosfera terrestre (luce Cherenkov). La capacità di Magic raddoppierà a settembre 2008, quando sarà inaugurato un secondo telescopio gemello a fianco del primo.
