Ammassi di Galassie Astrofisica delle Alte Energie Astrofisica delle Alte Energie

Oggetti collassati

Oggetti collassati quali nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri rappresentano stadi terminali dell'evoluzione di stelle di massa diversa, i quali, in ragione della loro compattezza, sono caratterizzati da un campo gravitazionale particolarmente intenso, che permette lo studio di effetti di Relatività Generale impossibili da realizzare in laboratori terrestri: una parte significativa delle ricerche nel Dipartimento è rivolta allo studio di tali effetti. Quando oggetti di questo tipo appartengono ad un sistema binario sono in grado di attirare gas dall'altra stella e portarlo ad altissime temperature, dando luogo a complessi fenomeni di emissione che risultano particolarmente intensi nella banda dei raggi X. Una situazione per certi aspetti analoga si verifica nelle zone centrali (dette "nuclei") di talune galassie, dove si ritiene che buchi neri di massa tra un milione ed un miliardo di masse solari attirino, per poi "mangiare", il gas interstellare, dando luogo a fenomeni di eccezionale luminosità, quali ad esempio le quasar.

Alcune delle classi di sorgenti compatte oggetto di ricerca nel Dipartimento sono:

Le variabili cataclismiche, sistemi binari contenenti una nana bianca, e caratterizzati da fenomeni di scambio e di perdita di massa da parte delle stelle che li costituiscono, che talvolta danno luogo a fenomeni di tipo esplosivo. Tra queste le novae sono particolarmente spettacolari perché nel giro di poche ore possono diventare anche 100.000 volte più luminose a causa dell'improvviso innesco di reazioni termonucleari sulla superficie della nana bianca.

Le sorgenti superluminali galattiche, binarie in cui uno dei membri è un buco nero, dalle cui vicinanze vengono esplusi getti di materia a velocità elevatissime che, per un effetto di aberrazione, appaiono eccedere quella della luce. Essendo molto brillanti, sono un laboratorio ideale per lo studio di fenomeni di formazione di getti di materia, nonché per la verifica di effetti di Relatività Generale.

I Nuclei Galattici Attivi. Alcuni galassie ospitano al loro interno nuclei estremamente luminosi, emittenti una quantità di radiazione che spesso eccede quella totale della galassia stessa. I Nuclei Galattici Attivi emettono inoltre in un ampio spettro di lunghezze d'onda, andando nei casi più estremi dalle onde radio ai raggi di altissima energia. Si ritiene che il motore dei Nuclei Galattici Attivi sia la caduta di materia su di un buco nero di milioni di masse solari. Questa interpretazione è stata recentemente rafforzata da osservazioni del satellite giapponese ASCA e di BeppoSAX che hanno evidenziato effetti di Relatività Generale tipici delle regioni immediatamente prospicienti il buco nero.

Presso il Dipartimento vengono svolti studi basati su osservazioni nella banda del visibile sia da terra sia dallo spazio (Hubble Space Telescope), e nelle bande ultravioletta ed X, queste ultime ottenute necessariamente da satelliti orbitanti quali IUE e BeppoSAX.

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