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SCIENZA

Avvistate "particelle fantasma" nella nostra Galassia: cosa hanno visto gli scienziati

Per la prima volta, abbiamo trovato le prove dell'esistenza di "particelle fantasma" nella nostra Galassia: ecco che cosa potranno rivelarci.

La Via Lattea Fonte foto: 123RF

Secoli di studi ci hanno regalato una visione sempre più dettagliata della Via Lattea, la galassia cui appartiene anche il nostro Sistema Solare, ma sappiamo che ci sono ancora molti misteri da svelare. Uno di essi riguarda i neutrini: nonostante le numerose ipotesi degli scienziati, finora nessuno aveva mai trovato la prova dell’emissione diffusa di queste particelle provenienti dal nostro piano galattico. Ma un enorme rilevatore posizionato tra i ghiacci ha finalmente permesso agli astronomi di guardare alla Via Lattea con occhio diverso.

L’inedita mappa della Via Lattea

L’abbiamo osservata in innumerevoli vesti diverse, attraverso le onde radio o i raggi gamma, ma sempre rimanendo nello spettro della luce: solo ora arriva la prima mappa della Via Lattea che immortala il bagliore “fantasma” dei neutrini emessi dal piano galattico. È qualcosa di sorprendente, e anche se per il momento le immagini sono sfocate, gli scienziati contano di mettere a punto una mappatura sempre più nitida e dettagliata, che potrebbe aiutarci a svelare alcuni dei misteri più affascinanti dell’Universo, come ad esempio quello che avvolge la materia oscura.

Che cosa sono i neutrini

Per capire davvero l’importanza del nuovo studio, condotto dai ricercatori della IceCube Collaboration e recentemente pubblicato su Science, dobbiamo fare un passo indietro. Che cosa sono i neutrini? Si tratta di minuscole particelle prive di carica elettrica e di massa piccolissima – ma non nulla: fino ad oggi, gli scienziati non sono ancora riusciti a misurarla. Hanno origine dai raggi cosmici che, scontrandosi con la materia, generano particelle effimere: dal loro decadimento nascono i neutrini e i raggi gamma. Su di loro c’è ancora molto da apprendere, perché sono davvero inafferrabili ai nostri sensi.

Non a caso, vengono chiamati anche “particelle fantasma”: solo raramente interagiscono con la materia, essendo addirittura in grado di attraversare spessori enormi senza dare vita ad alcuna perturbazione. Motivo per cui è difficilissimo riuscire ad individuarli. “I neutrini sono fondamentalmente quasi senza massa. Si muovono essenzialmente alla velocità della luce e potrebbero passare attraverso la Galassia non interagendo con nulla. Ecco perché, per vederli, abbiamo bisogno di un enorme rilevatore” – ha spiegato alla BBC il professor Subir Sarkar dell’University of Oxford.

Lo studio sull’emissione di neutrini

Un rilevatore del genere esiste, ed è proprio quello che ha permesso agli scienziati di mappare la Via Lattea attraverso la luminosità dei neutrini. Si chiama IceCube, ed è un enorme macchinario di 1 km cubo di dimensioni, posto tra i ghiacci del Polo Sud. È composto da ben 5mila sensori fotomoltiplicatori, ciascuno dei quali è conficcato nel ghiaccio ad una profondità compresa tra 1,5 e 2,5 km. Questi strumenti servono per catturare i lampi di luce scaturiti dalle rare interazioni dei neutrini con la materia. IceCube, che è stato il primo ad osservare neutrini extraterrestri, ha lavorato per 10 anni accumulando centinaia di rilevazioni.

Tuttavia, questa gigantesca mole di dati ha messo a dura prova gli scienziati, perché bisogna capire come eliminare il “rumore di fondo” e individuare la fonte da cui i neutrini provengono. È per questo che i ricercatori hanno sviluppato algoritmi di machine learning, riuscendo nell’impresa: sono così stati in grado di trovare la prima prova statisticamente significativa dell’emissione diffusa di neutrini provenienti dal nostro piano galattico. Al momento la mappatura è incompleta, ma nei prossimi anni ci permetterà di fare luce su molte domande ancora rimaste senza risposta sull’Universo.