sabato 10 novembre 2007

Da dove (cavolo) vengono quelle "sberle" di raggi cosmici?

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L'origine dei raggi cosmici (RC) è ancora oggi una delle grandi incognite dell'astrofisica moderna. Si tratta di particelle e nuclei pesanti che arrivano ogni giorno sugli strati più esterni dell'atmosfera terrestre e lì, interagendo con gli atomi e molecole di aria, danno origine a cascate di particelle, che possono essere rilevate con opportuni mezzi. L'energia a cui possono arrivare i RC è spaventosamente elevata e questo rende il mistero dell'origine di queste particelle ancora più intrigante: infatti, cosa può accelerare i RC a quelle energie?

Recentemente, è stato realizzato il più grande osservatorio per RC ottenuto tappezzando con rivelatori ben 3000 chilometri quadrati di Pampa Argentina. Questo osservatorio è stato dedicato alla memoria del fisico francese Pierre Auger, che per primo identificò queste cascate di particelle (chiamati "sciami") derivanti dall'arrivo in atmosfera di RC.

Oggi, dopo quasi 4 anni di raccolta dati, il team Auger ha pubblicato un articolo sulla prestigiosa rivista Science in cui suggerisce che i RC di più grande energia possano provenire dai nuclei galattici attivi (AGN) vicini alla Via Lattea (The Pierre Auger Collaboration, "Correlation of the highest-energy cosmic rays with nearby extragalactic objects". Science vol. 318, 2007, p. 938).

Il team ha rivelato 80 eventi con energie oltre 40 exaelectronvolt (EeV), di cui alcuni anche oltre 100 EeV. Tanto per capire, 100 EeV è pari a cento miliardi di miliardi di elettronvolt, cioè circa 6 joule, che è l'energia necessaria a muovere di 1 metro una massa di 6 kg! Può sembrare poca cosa, ma immaginate un singolo protone, una particella così piccola da essere invisibile all'occhio umano, con un'energia tale da spostare di 1 metro una massa di ben 6 kg!

Questi eventi di energia così grande, oltre a destare interesse sulla loro origine, risentono poco dei campi magnetici galattici e intergalattici, per cui possono essere dei buoni indicatori della direzione della sorgente che li ha generati. La distribuzione di RC trovata dal team Auger è molto anisotropa e correlata sia con il centro galattico, che con le posizioni di alcuni AGN a distanze entro 75 Mpc. Alcuni di questi sono blazars, cioè AGN con potenti getti relativistici puntati verso la Terra, che quindi potrebbero essere le fonti di RC, oltre che di fotoni.

La statistica delle particelle osservate è ancora scarsa, per cui questi risultati vanno intesi come non contraddicenti le attuali ipotesi sull'origine dei RC, piuttosto che come una ferma evidenza. Si progettano quindi osservatori ancora più grandi, per incrementare la statistica. Rimane comunque un interrogativo certo: qual è il meccanismo capace di accelerare particelle sino a queste fantascientifiche energie?

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