S-PASS, la più accurata mappa del cielo radio polarizzato

Si chiama S-PASS, dall’acronimo S-band Polarisation All Sky Survey, ed è la più dettagliata e sensibile mappa in emissione radio polarizzata dell’intero cielo nell’emisfero meridionale mai realizzata. Un progetto ambizioso, che ha richiesto oltre dieci anni di lavoro di gruppo internazionale di astrofisici, guidato da Ettore Carretti dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), grazie alle osservazioni condotte con il radio telescopio di Parkes in Australia, per un totale di circa duemila ore. “In pratica siamo rimasti al telescopio una notte su quattro per più di due anni, uno sforzo non indifferente!”, ricorda Carretti, dell’INAF di Bologna.

La scelta di studiare l’emissione radio polarizzata delle sorgenti celesti nella banda S, ovvero alla frequenza di 2,3 GHz, in una porzione così ampia di cielo non è casuale. Questo tipo di segnali infatti consente di studiare i campi magnetici cosmici, in particolare quelli ordinati che formano strutture su grandi e grandissime scale. I dati raccolti e analizzati nell’ambito del progetto S-PASS hanno permesso di ottenere scoperte in molti ambiti astrofisici, dallo studio della nostra galassia alla cosmologia.

Partendo dal nostro vicinato cosmico, S-PASS ha permesso di studiare la struttura della nostra galassia attraverso il gas che la permea, scoprendo i lobi della Via Lattea, controparte radio delle cosiddette Fermi bubbles scoperte nei raggi gamma, e la nebbia cosmica nelle microonde individuata dalle missioni WMAP e Planck. “Si tratta di strutture enormi, che emergono dalla zona del centro galattico verticalmente rispetto al disco della nostra galassia e di dimensioni pari a metà del diametro della galassia stessa” spiega Carretti.

Spingendoci a distanze maggiori, con S-PASS è stato trovato uno dei limiti più stringenti del campo magnetico del Cosmic Web, la “ragnatela cosmica” su cui si distribuiscono le galassie dell’universo, trovando che è almeno 100 volte più debole di quello già debole presente nell’alone della nostra galassia.

Le accuratissime mappe realizzate dal team di S-PASS sono anche fondamentali per lo studio della polarizzazione della radiazione di fondo cosmico a microonde, la CMB, che viene considerata l’eco del Big Bang, che permette agli astronomi comprendere le proprietà delle onde gravitazionali emesse in epoche molto prossime all’evento da cui è scaturito e si è evoluto il nostro universo, durante l’epoca chiamata inflazione cosmica. “Questo segnale è però contaminato dall’emissione radio della nostra galassia al punto da non permetterne la misura se non viene adeguatamente ripulito” aggiunge Carretti. “S-PASS misura il contributo di contaminazione dei segnali radio provenienti dalla nostra galassia con elevata precisione, ne permette la rimozione, e quindi restituisce valori affidabili della polarizzazione della CMB, da utilizzare combinazione con misure indipendenti provenienti da altre missioni, sia passate ma soprattutto di prossima generazione”.

Il lavoro e le mappe di S-PASS sono state pubblicate sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society nell’articolo S-band Polarization All-Sky Survey (S-PASS): survey description and maps di E. Carretti, M Haverkorn, L. Staveley-Smith,  G. Bernardi,  B. M. Gaensler, M. J. Kesteven,  S. Poppi,  S. Brown, R. M. Crocker, C. Purcell, D. H. F. M. Schnitzler, X. Sun