Il catalogo Fermi si fa in tre

Il nuovo catalogo delle sorgenti gamma rivelate dal satellite FERMI, il terzo della serie, è ora disponibile sul sito dedicato.  Copre 48 mesi di dati (dall’agosto del 2008 al luglio 2012) e contiene 3033 sorgenti rivelate con significatività superiore a 4  nell’intero intervallo di tempo. Sorgenti che hanno fatto saltuarie apparizioni nel cielo gamma e che, utilizzando la totalità dei dati, non superano la soglia non entrano a fare parte del catalogo.

E’ interessante notare che il terzo catalogo, in breve 3FGL, con le sue 3033 sorgenti rivelate nei dati raccolti in 48 mesi, si inserisce bene sulla curva di crescita tracciata dal primo catalogo, che copriva 11 mesi e comprendeva 1451 sorgenti, e dal secondo con i suoi 24 mesi di dati per 1873 sorgenti.

Come mai una missione che è attiva da 66 mesi pubblica un catalogo che ne copre solo 48? La ragione sta nella complessità del lavoro da svolgere: estrarre le sorgenti gamma non è un processo semplice. Per evidenziare la presenza delle sorgenti occorre modellare l’emissione diffusa, prodotta dall’interazione dei raggi cosmici con il gas della nostra galassia, e sottrarla dall’emissione gamma misurata. E’ un processo delicato perché il modello dell’emissione diffusa non è univoco, ma dipende da diversi parametri che devono essere ottimizzati per fornire una buona descrizione dei dati. Quando si decide di partire con la costruzione di un nuovo catalogo basato su una maggiore quantità di dati, oppure su dati che hanno subito un nuovo processamento, è sempre necessario riaggiustare il modello del diffuso. Questo spiega l’apparente ritardo tra lo stato attuale della missione e il periodo coperto dal catologo. Per ogni sorgente, oltre alla posizione ed al flusso totale, vengono fornite indicazioni sulla forma spettrale ed un indice di variabilità calcolato sul tempo scala di un mese.

Sono queste le informazioni che vengono usate per cercare di capire la natura delle sorgenti rivelate da Fermi. Benchè si siano fatti significativi sforzi per ridurre al minimo le dimensioni delle regioni d’errore associate a ciascuna sorgente, l’incertezza nel posizionamento è comunque tale da impedire una identificazione delle sorgenti solo sulla base della coincidenza posizionale con altri oggetti celesti.

Per parlare di identificazione, oltre alla coincidenza spaziale, occorre anche informazione temporale quale pulsazione, per le stelle di neutroni, variabilità orbitale, per le sorgenti binarie, e variabilità correlata ad altre lunghezze d’onda, per i nucleo galattici attivi. Alternativamente, nel caso di sorgenti non puntiformi, è possibile sfruttare l’informazione sull’estensione per identificare le sorgenti gamma con altri sorgenti estese presenti nell’error box. E’ il caso dei resti di supernova, delle Pulsar Wind Nebulae e della radio galassia Centauro A (che presenta in gamma un’estensione compatibile con i lobi radio) oppure della grande nube di Magellano.

In totale, le sorgenti identificate con assoluta certezza sono 232. La classe dominante è sicuramente quella dei pulsar che contribuiscono con 137 oggetti, seguiti da 38 Flat Spectrum radio quasar e 18 BLLac, poi si torna in campo galattico con 12 resti di supernova, 9 PWN, 3 sorgenti binarie e così via.

Anche quando non sia possibile identificare con sicurezza le sorgenti, si possono utilizzare i cataloghi (con particolare attenzione alle classi di oggetti che si sanno emettere in raggi gamma) per cercare possibili candidate controparti per poi valutare la probabilità dell’associazione. In questo modo si compila la lista delle sorgenti associate, molto più numerose di quelle identificate. Si tratta di 1809 sorgenti, 1500 delle quali sono associate a galassie attive di vario tipo.

Alla fine, rimangono 992 sorgenti per la quali non si è trovata alcuna associazione plausibile, sono le sorgenti non identificate che rappresentano del 33 % dell’intero catalogo, una percentuale simile a quella del secondo catalogo di sorgenti Fermi. Un terzo delle sorgenti non identificate è concentrato in prossimità del piano della nostra galassia mentre le restanti 658 sono uniformemente spalmate nel cielo.

I bacino delle sorgenti non identificate costituisce un grande spazio di scoperta per gli anni a venire.

Fonte: Media INAF | Scritto da Patrizia Caraveo