Development of New Composite Mirrors for Imaging Cherenkov Telescopes and Observations of the Two Blazar Objects 1ES 0806+524 and 1ES 1011+496 with MAGIC

Questa tesi di dottorato riguarda agli studi tecnici e scientifici svolti nell'ambito dell'astrofisica delle altissime energie (VHE; Very High Energy), promettente disciplina che sta estendendo la frontiera delle nostre conoscenze dell'emissione di sorgenti extraterrestri alle energie più alte osservabile dello spettro elettromagnetico spettro elettromagnetico. I nuclei galattici attivi (AGN) detti radio loud, ovvero molto brillanti nelle frequenze radio, sono degli oggetti astronomici la cui radiazione, generata tramite l'accrescimento di materia sul disco di un buco nero supermassivo, viene emessa lungo dei getti relativistiche. Sulla base dell'orientazione dei getti relativistici, AGN radio loud sono divisi in varie categorie tra le quali quella dei blazar. Tali oggetti presentano un getto orientato con degli angoli piccoli rispetto alla linea di vista dell'osservatore. Finora, blazar rappresentano la maggioranza delle sorgenti extragalattiche di emissione raggi gamma ad altissime energie osservate nell'intervallo energetico tra 100 GeV e qualche decina di TeV con i telescopi Cherenkov del tipo IACT (Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope). La piè parte elli sorgenti di radiazione gamma VHE è stata scoperta solo negli ultimi anni grazie ai telescopi Cherenkov di nuova generazione, MAGIC (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov), H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) e VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). Ciò che ha reso possibile queste nuove scoperte sono l'alta sensitività e l'esteso intervallo energetico di questi strumenti. Inoltre, si è rivelato molto importante la cooperazione con altri strumenti che osservano a diversi intervalli di energia, tra cui l'ottico e i raggi gamma sotto i 100 GeV (HE; High Energy). Lungo il percorso verso la terra la radiazione gamma VHE emessa da una sorgente distante viene attenuata a cause dell'interazione con la cosiddetta luce di fondo extragalattica (EBL; Extragalactic Background Light). Questa radiazione ottica ed infrarossa è composta da fotoni emessi dalle stelle e riprocessati dalle polveri, la cui energia si è diluita nel tempo a causa dell'espansione dell'Universo. A cause di questo assorbimento, lo spettro intrinsico emesso dai blazar viene deformato. Tale deformazione spettrale è una funzione crescente dell'energia del fotone gamma e della distanza della sorgente. Per questo motivo, gli AGN osservati ad altissime energie hanno una distanza relativamente corta. La sorgente più lontana nota fino ad ora è il blazar 3C 279, con un redshift a z=0.536. Questa tesi di dottorato è incentrata su due attività di ricerca, una tecnica ed una scientifica, svolte in collaborazione con l'esperimento MAGIC. Mentre la ricerca tecnica è destinata allo sviluppo di nuovi specchi con elevate proprietà ottiche ed un prezzo ottimizzato per futuri telescopi Cherenkov, la ricerca scientifica riguarda le analisi dettagliate della radiazione gamma emessa da due blazar distanti 1ES 0806+524 e 1ES 1011+486 osservati da MAGIC. In conclusione, lo stato dello sviluppo di nuovi specchi per CTA è presentato insieme con le misure ottiche effettuate per i primi prototipi. Inoltre, viene riportato lo studio sull'affidabilità ti tale misure. Le osservazioni ad altissime energie delle sorgenti 1ES 0806+524 e 1ES 1011+496 hanno portato alle misure dettagliate degli spettri differenziali il che da la possibilità di studiare l'EBL. Infine, la copertura MWL permette per la prima volta la precisa determinazione delle SED.