OP 313, il blazar più lontano mai visto nei raggi gamma di altissima energia

Un segnale arrivato dall’Universo giovane

OP 313 è un quasar radio a spettro piatto, una delle sorgenti più luminose e variabili associate a un buco nero supermassiccio. Il suo redshift, z = 0,997, indica che la luce osservata oggi ha viaggiato per circa 8 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra.

Le collaborazioni CTAO LST e MAGIC, in uno studio pubblicato il 15 agosto 2026 su Astronomy & Astrophysics, hanno stabilito che OP 313 è il blazar più distante mai osservato nei raggi gamma di altissima energia — cioè con energie superiori a 100 GeV. Il primato riguarda specificamente i blazar e i nuclei galattici attivi osservati in questo intervallo energetico. 31

Durante l’eruzione registrata nel dicembre 2023, la sorgente ha raggiunto un’emissione significativa, pari a circa 0,3 unità Crab sopra i 100 GeV. L’unità Crab è un riferimento convenzionale usato in astronomia gamma, basato sulla luminosità della Nebulosa del Granchio. 3

Come è stato catturato il segnale

La campagna è iniziata dopo un’allerta del telescopio spaziale Fermi-LAT, che aveva segnalato un’intensa attività di OP 313. Il prototipo LST-1, installato all’Osservatorio del Roque de los Muchachos, a La Palma, ha potuto seguire rapidamente la sorgente grazie alla sua grande area di raccolta e alla soglia energetica particolarmente bassa.

Le osservazioni dei due telescopi MAGIC, anch’essi a La Palma, hanno fornito una verifica indipendente e ampliato la misurazione dell’emissione a energie molto elevate. Questi strumenti non “fotografano” direttamente i raggi gamma: ne ricostruiscono il passaggio osservando i brevi sciami di particelle e i lampi di luce Cherenkov prodotti quando i fotoni interagiscono con l’atmosfera terrestre. 73

Un viaggio lungo otto miliardi di anni

I fotoni rilevati sono partiti quando l’Universo era molto più giovane, in un’epoca successiva al cosiddetto mezzogiorno cosmico, il periodo in cui la formazione stellare raggiunse il suo massimo. Nel corso del viaggio verso la Terra, però, i raggi gamma hanno attraversato la luce extragalattica di fondo — o EBL, dall’inglese extragalactic background light.

L’EBL è la radiazione cumulativa prodotta da stelle e galassie nell’arco della storia cosmica, soprattutto nelle bande ottica e infrarossa. Quando un fotone gamma di altissima energia incontra un fotone dell’EBL, può trasformarsi in una coppia composta da un elettrone e un positrone. Il processo sottrae fotoni al fascio originario e attenua il segnale in modo dipendente dall’energia.

Questa perdita non è soltanto un ostacolo: contiene informazioni sulla quantità di luce presente nello spazio intergalattico. Confrontando lo spettro osservato da Fermi, LST-1 e MAGIC con i modelli dell’emissione intrinseca di OP 313, i ricercatori hanno ricavato limiti superiori stringenti sulla densità complessiva dell’EBL. Nel caso dell’analisi LST-1, il limite a 0,6 micrometri è risultato pari a λIλ < 8,74 nW m⁻² sr⁻¹. 3

Il motore del brillamento

I dati raccolti su più lunghezze d’onda sono compatibili con uno scenario in cui elettroni altamente relativistici, presenti nel getto di OP 313, trasferiscono energia a fotoni meno energetici attraverso il processo di scattering Compton inverso. I fotoni vengono così spinti fino alla banda dei raggi gamma.

Il getto è orientato quasi direttamente verso la Terra. Questo allineamento amplifica l’emissione attraverso il cosiddetto beaming relativistico, facendo apparire la sorgente eccezionalmente luminosa anche a una distanza cosmologica. 3

La prima scoperta scientifica di LST-1

Il risultato ha un valore particolare anche per la strumentazione: si tratta della prima scoperta scientifica di LST-1 mentre il telescopio era ancora in fase di commissioning, cioè di messa a punto e verifica delle prestazioni. La sua capacità di lavorare nella fascia VHE a energie relativamente basse è essenziale per studiare sorgenti remote, i cui fotoni vengono fortemente assorbiti dall’EBL.

Il prossimo passo sarà il sottogruppo settentrionale del Cherenkov Telescope Array Observatory, formato da quattro Large-Sized Telescopes a La Palma. L’inaugurazione è prevista per il 15 ottobre 2026 e il sistema è progettato per raggiungere energie intorno ai 20 GeV. Una soglia più bassa dovrebbe consentire di osservare altri emettitori gamma molto distanti e di esplorare con maggiore precisione la luce che permea l’Universo. 1245