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SCIENZA

Dallo spazio più profondo un segnale: “Sprigiona un’energia mai vista”

Dopo anni di ricerche, grazie al telescopio Fermi gli scienziati hanno scoperto l'origine delle particelle più potenti mai osservate nella nostra galassia

Gli sviluppi scientifici e tecnologici e la costruzione di telescopi spaziali all’avanguardia ci hanno permesso di fare passi avanti enormi, negli ultimi anni, in campo astrofisico. Siamo riusciti a scattare foto che prima pensavamo impossibili, abbiamo raggiunto anche i pianeti più lontani del nostro Sistema Solare, e abbiamo confermato alcune teorie fondamentali.

L’ultima, in ordine di tempo, è quella sull’origine delle particelle più potenti della nostra galassia.

Una scoperta fondamentale

Per anni gli scienziati hanno stimato che esistano delle particelle, nella galassia, che possano raggiungere un milione di miliardi di elettronvolt di energia, migliaia di miliardi di volte più intensa di quella della luce. Un livello di energia di questo tipo si misura in petaelettronvolt, o PeV, per cui gli scienziati hanno chiamato queste particelle PeVatrons. Ma quello che hanno sempre ignorato, finora, era da dove venissero, o chi nello spazio le producesse.

Ci hanno provato per dodici anni, analizzando dati e immagini riportate da tutti i telescopi spaziali. Ed è stato proprio uno di loro, il Fermi, che è della NASA e orbita intorno alla Terra, a fornire la grande rivelazione: i PeVatrons provengono dai resti di una gigantesca supernova, che emette raggi gamma ad altissima energia.

La supernova del mistero si chiama G106.3+2.7, ha la forma di una cometa e si trova a 2600 anni luce di distanza dalla Terra, nella costellazione di Cefeo. Nella sua parte più settentrionale c’è anche una pulsar, cioè una stella di neutroni: secondo gli scienziati sia la supernova che la pulsar sono il risultato della stessa esplosione.

G106.3+2.7 è molto speciale, perché esistono 300 resti di supernova, ma non tutti emettono raggi gamma con un’energia tale da poter essere PeVatrons. Le osservazioni di Fermi hanno rilevato raggi gamma da miliardi (GeV) e trilioni di elettronvolt (TeV) nella coda della supernova, lontano dalla pulsar, e da triliardi di elettronvolt (i nostri PeV), nella zona centrale dell’oggetto cosmico. Le pulsar, poi, non sono nuove a emissioni di raggi energetici molto speciali.

Studi molto complessi

Individuare i PeVatrons è molto complicato, ed è anche complicato ricondurli alla loro origine. La Terra, infatti, è bombardata da particelle ad alta energia, elettricamente cariche, che provengono dal Sole ma anche da altri oggetti cosmici nello spazio più profondo. In modo molto appropriato e anche molto affascinante si chiamano "raggi cosmici".

Ma qui arriva la difficoltà: essendo particelle elettricamente cariche, il loro viaggio viene continuamente deviato da tutti i campi magnetici che incontrano – quelli dei pianeti, quelli degli asteroidi, quelli delle stelle. È quindi molto difficile capire qual è la loro origine.

Quando queste particelle si scontrano con il gas interstellare di cui è fatta una supernova producono un raggio gamma, con un’energia molto più alta di prima. I lampi di raggi gamma vengono spesso individuati dai telescopi spaziali: all’inizio di quest’anno, per esempio, abbiamo segnato il record di raggi gamma. Fortunatamente questi ultimi non sono influenzati dai campi magnetici, e riescono a viaggiare in linea retta. Quando raggiungono la nostra atmosfera interagiscono con le particelle del suo strato più esterno e producono gruppi di particelle secondarie.

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