Il telescopio a raggi gamma Integral dell’Agenzia Spaziale Europea concluderà le sue osservazioni il prossimo 28 febbraio. Durante i suoi 22 anni nello spazio, Integral ha trasformato la nostra comprensione degli eventi più drammatici dell’Universo. Questo osservatorio ad alta energia ha avuto un ruolo cruciale nel rivelare la natura delle esplosioni cosmiche note come lampi di raggi gamma e nello scoprire l’origine degli eventi legati alle onde gravitazionali. Recentemente, ha fornito approfondimenti unici su come le esplosioni termonucleari generano getti nelle stelle di neutroni e ha catturato il gigantesco bagliore di un magnetar extragalattico.
La missione di Integral
Lanciato il 17 ottobre 2002 dal cosmodromo di Baikonur in Kazakistan, la missione di Integral era osservare l’Universo nelle sue manifestazioni più potenti, estreme e in continua evoluzione.
“Per oltre due decenni, Integral ci ha mostrato quanto sia fondamentale osservare il cielo nella luce dei raggi gamma“, afferma Jan-Uwe Ness, project scientist Integral dell’ESA. “Alcuni dei bagliori luminosi associati agli eventi fisici più estremi del nostro Universo possono essere compresi appieno solo se catturiamo i raggi gamma provenienti dal cuore stesso di queste esplosioni“.
A differenza della luce visibile e delle onde radio provenienti dallo spazio, che possiamo osservare dalla Terra, i raggi gamma cosmici possono essere catturati solo dallo Spazio. Questo perché l’atmosfera terrestre agisce come uno scudo, proteggendoci da queste radiazioni dannose.
“Integral ha trasformato la nostra comprensione dell’Universo ad alta energia e della fisica in condizioni estreme“, aggiunge la professoressa Carole Mundell, Director of Science dell’ESA. “Il fatto che il veicolo spaziale e gli strumenti di Integral abbiano funzionato in modo eccellente per così tanti anni è una testimonianza della qualità della tecnologia sviluppata dalla comunità scientifica europea e dall’industria spaziale all’inizio del nuovo millennio, oltre che delle squadre scientifiche e ingegneristiche dell’ESA che hanno gestito questa missione fino a oggi. Congratulazioni a tutte le persone coinvolte per la loro dedizione e i loro risultati“.
Misteri risolti e nuove frontiere
Le osservazioni di Integral sono state fondamentali per risolvere i misteri dei lampi di raggi gamma (GRB), potenti esplosioni di luce energetica che si verificano in cielo circa una volta al giorno. Questi lampi spesso brillano più di tutte le altre sorgenti di raggi gamma messe insieme.
Oggi, gli scienziati collegano i GRB più lunghi, della durata di diversi secondi, al collasso di stelle massicce che esplodono in supernove, mentre i lampi più brevi sono causati dalla collisione tra buchi neri e stelle di neutroni.
“Ciò che trovo impressionante di Integral sono le sue scoperte inaspettate“, osserva Jan-Uwe Ness. “Si è scoperto che Integral era ideale per compiti non previsti quando la missione è stata concepita. Un esempio è la sua capacità di individuare le sorgenti celesti che hanno generato alcune delle onde gravitazionali e degli ultraneutrini ad altissima energia rilevati da strumenti specializzati sulla Terra“.
Al momento del lancio di Integral, gli scienziati non erano nemmeno certi che le onde gravitazionali potessero essere rilevate direttamente. La loro prima osservazione è avvenuta 13 anni dopo il lancio di Integral, nel 2015, grazie ai rilevatori LIGO negli Stati Uniti.
Le scoperte rivoluzionarie sono continuate. “Solo negli ultimi due anni, sono rimasto sbalordito da nuovi risultati emozionanti. Integral ha catturato il lampo di raggi gamma più potente mai osservato, il cui impatto ha influenzato lo strato di ozono protettivo della Terra“, prosegue Jan-Uwe Ness. “Questo GRB si è verificato in una galassia distante quasi due miliardi di anni luce – è incredibile pensare che un evento avvenuto in un angolo remoto dell’Universo due miliardi di anni fa possa avere un effetto sulla Terra“.
Due delle scoperte più recenti riguardano un raro lampo di un magnetar della durata di soli 0,1 secondi, che ha emesso tanta energia quanto il Sole in mezzo milione di anni, e la scoperta che le esplosioni termonucleari generano getti in una stella di neutroni.
Occhi puntati sui raggi gamma
Al momento del suo lancio, Integral era il più avanzato osservatorio a raggi gamma e il primo capace di osservare contemporaneamente oggetti celesti nei raggi gamma, nei raggi X e nella luce visibile.
Tre caratteristiche della sua strumentazione hanno reso possibili queste numerose scoperte: un campo visivo molto ampio, che copre circa 900 gradi quadrati di cielo nelle bande di raggi X e gamma più energetiche; la capacità di ottenere contemporaneamente immagini dettagliate e spettri alle energie più alte; la possibilità di monitorare le sorgenti di raggi X e ottici per identificare meglio le sorgenti di raggi gamma.
Il termine della missione
“Dopo più di 2886 orbite e 22 anni trascorsi ad esplorare le profondità del nostro cosmo, oggi gli strumenti sensibili di Integral smetteranno di raccogliere dati scientifici. Ma l’eredità dell’osservatorio a raggi gamma dell’ESA continuerà a servire la comunità scientifica per molti anni a venire“, conclude Matthias Ehle, responsabile della missione Integral presso l’ESA. “La grande quantità di dati raccolti in oltre due decenni sarà conservata nell’archivio scientifico di Integral. Sarà fondamentale per la ricerca futura e per ispirare una nuova generazione di astronomi e ingegneri a sviluppare nuove e affascinanti missioni“.
Dopo la fine delle osservazioni scientifiche, il satellite continuerà a orbitare intorno alla Terra per altri 4 anni. Gli ingegneri dell’ESA monitoreranno il satellite fino al suo rientro nell’atmosfera terrestre, previsto per l’inizio del 2029. Grazie a una manovra speciale con 4 propulsori eseguita nel 2015, il rientro del satellite soddisferà l’impegno dell’ESA a ridurre al minimo i detriti spaziali.
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