Sapere Scienza

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I raggi cosmici? Provengono da un'altra galassia

26 Settembre 2017

Da dove provengono i raggi cosmici spaziali, le particelle più energetiche che bombardano il pianeta Terra? Quello che è stato un mistero dell'astrofisica per decenni ora sembra aver trovato una risposta. Un team internazionale di scienziati, usando i dati dell'Osservatorio Pierre Auger, in Argentina, ha confermato che i raggi cosmici hanno origini extragalattiche, provenendo da oltre la nostra Via Lattea. La scoperta, riportata nella rivista Science, aiuterà gli scienziati "a capire meglio l'origine dell'Universo e, per esempio, come si formano buchi neri e galassie" ha spiegato Roger Clay dell'Università di Adelaide, tra gli autori della ricerca.

 

Cosa sono i raggi cosmici?

I raggi cosmici ad alta energia sono particelle subatomiche (prevalentemente, nuclei di elementi comuni come l'idrogeno e il ferro) che viaggiano con velocità prossime a quella della luce.
E' molto raro che raggi cosmici con energia superiore a 2 Joules raggiungano la Terra (si stima che, annualmente, ce ne sia solo uno per miglio quadrato) il che significa che, per raccogliere un numero significativo di raggi così potenti occorre un osservatorio molto ampio. L'Osservatorio Pierre Auger ha un'estensione di 3.000 chilometri quadrati, si trova alla base delle Ande, in Argentina, e ha rilevato più di 30.000 particelle cosmiche in 12 anni.

 

Come si fa a sapere quando un raggio cosmico colpisce la Terra?

Possiamo dire quando un raggio cosmico colpisce la Terra perché crea una "cascata" di elettroni e fotoni, dopo il suo impatto con l'atmosfera. L'Osservatorio Pierre Auger vanta una serie di 1.600 rivelatori: determinando il momento in cui differenti rilevatori raccolgono il raggio cosmico, gli scienziati possono calcolare la direzione da cui è venuto e stimare la sua energia. I dati dell'osservatorio hanno indicato che le particelle non colpivano uniformemente la Terra e che, invece, provenivano da un'area del cielo a circa 90 gradi di distanza dalla direzione del centro della nostra Via Lattea. Questa zona è estesa circa 100-200 milioni di anni luce anni ed è ricca di galassie. "Deve esserci qualcosa di molto potente in queste altre galassie che accelerando i raggi cosmici fino a queste energie", ha spiegato Bruce Dawson dell'Università di Adelaide, altro autore dello studio

 

Che cosa crea raggi cosmici?

Mentre gli scienziati ritengono di aver individuato la direzione dei raggi cosmici ad alta energia, non è ancora chiaro il meccanismo in grado di crearli. I raggi cosmici a bassa energia provengono dal nostro Sole, o si formano quando le stelle esplodono in una supernova. Ma l'energia generata da queste fonti non è sufficiente ad accelerare un raggio cosmico ai livelli di energia rilevati dall'Osservatorio Pierre Auger. Qualunque cosa stia accelerando questi raggi, deve essere ancora più violenta. Secondo gli scienziati, questa forza potrebbe essere legata ai buchi neri supermassicci, che emettono grandi getti dopo aver spezzato campi magnetici e altre particelle. Un'altra possibilità, è che l'accelerazione sia dovuta ai GRB (Gamma Ray Burst) di altre galassie. Per ora, comunque, individuare la direzione di provenienza dei raggi cosmici più energetici è un passo importante. E quando, nel 2018, l'Osservatorio Auger sarà aggiornato, sarà possibile precisare il luogo d'origine.

copertina   agosto-settembre 2017

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