Jet...economici!

La storia che desidero raccontare oggi potrei narrarla con il linguaggio asettico e distaccato, tipico dei lavori scientifici. Però, dato che vi ho preso parte, divertendomi come non mi succedeva da molto tempo, non mi passa neanche per l'anticamera del cervello di distaccarmi da certe emozioni di gioia intensa, per cui ho pensato di raccontarla in prima persona, approfittando del fatto che un blog consente (o dovrebbe consentire) un po' più di confidenza.

Siamo a metà luglio, gli istituti si svuotano, mentre pochi irriducibili si ostinano a sfidare il caldo afoso rimanendo in città, a lavorare negli uffici. Per quegli astrofisici che si interessano di blazar (sono quei nuclei galattici attivi con un getto relativistico puntato verso la Terra), questa "tigna" viene premiata dal fatto che 3C 454.3, un blazar tra i più brillanti a redshift 0.859, inizia a fare le "bizze". I telescopi ottici a terra (per esempio, KVA a La Palma, Isole Canarie), che regolarmente osservano diverse sorgenti di questo genere, segnalano un incremento del flusso ottico (ovvero una diminuzione di magnitudine). La voce inizia a spargersi nella comunità scientifica e il Whole Earth Blazar Telescope lancia un allerta ai vari osservatori (WEBT News #44). Vengono attivate anche delle TOO (ovvero "Target Of Opportunity", sono osservazioni rapide su eventi imprevisti, ma importanti) con alcuni satelliti, tra cui Swift, che fornisce dati ottici, ultravioletti, X (0.3-10 keV) e X duri (20-200 keV), e l'italianissimo AGILE, che - lanciato lo scorso Aprile - sta ancora effettuando la Performance Verification Phase (fase di verifica delle prestazioni).

Essendo appassionato di blazar, seguo la cosa assieme a alcuni amici con cui condivido questa passione: Gabriele Ghisellini e Fabrizio Tavecchio, dell'Osservatorio Astronomico di Brera (Milano) e Elena Pian, dell'Osservatorio Astronomico di Trieste. I dati delle osservazioni con Swift sono pubblici immediatamente, per cui man mano che vengono resi disponibili li scarichiamo sui nostri computers e li analizziamo: il flusso X è salito, ma non più di tanto, si mantiene - seppure stabile - ancora parecchio al di sotto (circa un fattore 2-3) dei valori registrati durante l'outburst del 2005 (che anche allora avevamo seguito; essendo 3C 454.3 una sorgente molto brillante, la teniamo sotto osservazione piuttosto di frequente). Le osservazioni ottiche, dopo il picco di metà luglio, indicano invece un leggero calo del flusso. Va bene, pensiamo, ormai l'outburst è passato...

Poi arriva la sopresa: il team di AGILE pubblica, a breve distanza di tempo, due Astronomer's Telegrams (il # 1160 il 27 luglio e il # 1167 il 2 Agosto) in cui segnalano che il satellite, che opera nella banda dei raggi gamma di alta energia (E > 100 MeV), ha osservato il blazar emettere un flusso estremamente elevato, quasi 3 volte il valore massimo mai osservato sino a ora in quella banda! Di solito, ci si aspetta che un aumento del flusso gamma comporti un aumento del flusso ottico e X, perché il getto relativistico emesso dal blazar ha cresciuto la sua potenza. Ma in questo caso non è successo: a fronte di un flusso gamma elevato, i flussi ottici e X sono sì cresciuti rispetto allo stato di quiescenza, ma non si sono sforzati più di tanto.

Ora, era successo che circa un anno fa, Gabriele e un collega polacco, K. Katarzynski, avevano elaborato un modello per l'emissione di radiazione dai blazar, secondo cui certi cambiamenti di flusso si potevano spiegare con variazioni degli effetti relativistici, assumendo che la potenza emessa rimanesse grosso modo costante (per questo, il modello è stato chiamato "economico"). In altre parole, se l'emissione di radiazione cresce su tutto lo spettro elettromagnetico, vuol dire che il getto ha incrementato la potenza emessa, ma se cresce in alcune bande, mentre rimante grosso modo costante o cala in altre, allora vuol dire che la potenza è rimasta costante, mentre sono variati gli effetti relativistici. Le osservazioni di 3C 454.3, cioè un flusso gamma molto elevato a fronte di flussi ottici/X moderatamente elevati, si adattavano molto bene al modello di Katarzynski e Ghisellini.

E' stato sufficiente un rapido scambio di telefonate, di email pieni zeppi di grafici e tabelle, e ci siamo resi subito conto di quello che stava accadendo. L'eccitazione ci ha letteralmente travolti e siamo partiti in quarta, redigendo e inviando a una rivista scientifica internazionale un articolo in meno di 72 ore (!). La mattina del 4 agosto, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) si è vista arrivare un manoscritto dal titolo piuttosto innocuo, "On the July 2007 flare of the blazar 3C 454.3", ma dal contenuto esplosivo. Inviato al referee per essere valutato, il manoscritto è stato accettato lunedì scorso (17 settembre) e sarà quindi pubblicato presto, ma un preprint è già disponibile online.