Raggi cosmici ad alta energia nella Via Lattea

I raggi cosmici ad alta energia fanno parte della nostra vita quotidiana. Anche se non ce ne rendiamo conto, muoni e raggi cosmici attraversano la Terra in ogni istante

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La Via Lattea viene inondata costantemente da raggi cosmici ad alta energia. A scoprirlo un grande array di radiotelescopi installati in Tibet.

Il sistema di antenne ha trovato le prove dei raggi gamma ad altissima energia diffusi attraverso la nostra galassia.

I risultati dimostrano che gli acceleratori stellari non rilevati producono raggi cosmici ad alta energia, che hanno viaggiato all’interno della nostra galassia per milioni di anni. Lo studio sarà pubblicato a breve sulla rivista Physical Review Letters.

Lo studio ha evidenziato 23 raggi cosmici ad alta energia, ha raccontato Kazumasa Kawata, coautore dell’Università di Tokyo. In queste rilevazioni compaiono le emissioni con l’energia più elevata mai registrata, equivalente a quasi un petaelettron volt.

Queste potenti emissioni sono di tre ordini di grandezza più elevate di qualsiasi raggio gamma indotto dai raggi cosmici ad alta energia oggi noti, o di qualsiasi particella elementare mai accelerata nei laboratori più avanzati e all’avanguardia sulla Terra.



Dal 1990, molti ricercatori provenienti da Cina e Giappone hanno cercato le emissioni gamma prodotte dai raggi cosmici ad alta energia. La collaborazione Tibet ASγ ha fatto la scoperta utilizzando quasi 70.000 metri quadrati di array e rilevatori di muoni sotterranei installati sull’altopiano tibetano, a oltre 4.000 di altezza.

Secondo Huang Jing, coautore dell’Istituto di fisica delle alte energie dell’Accademia cinese delle scienze.si è sempre pensato che i raggi gamma ad alta energia possano essere originati dall’interazione nucleare tra i raggi cosmici ad alta energia emessi dalle più potenti fonti galattiche e il gas interstellare che permea la Via Lattea.

Chen Ding degli Osservatori astronomici nazionali, Accademia cinese delle scienze, coautore dello studio, ritiene che il rilevamento di raggi gamma con un’energia superiore ai 100 teraelettronvolt è la chiave per scoprire l’origine dei raggi cosmici ad alta energia, che nascondono ancora molti misteri da svelare fin dalla loro scoperta avvenuta nel 1912.

Esperimenti effettuati con i palloni ad alta quota hanno rilevato per la prima volta i raggi cosmici, rivelando che erano una delle fonti principali di radiazioni sul nostro pianeta.

I raggi cosmici altro non sono che particelle altamente energetiche, generalmente protoni, che viaggiano attraverso lo spazio a velocità relativistiche. Un grande numero di queste particelle, fino a milioni, passano attraverso il nostro corpo ogni giorno, fortunatamente senza produrre danni in quanto sono innocui.

Da dove vengono i raggi cosmici ad alta energia?

I raggi cosmici ad alta energia fanno parte della nostra vita quotidiana. Anche se non ce ne rendiamo conto, muoni e raggi cosmici attraversano la Terra in ogni istante, quindi, sostiene Kawata “Non è una fantasia pensare a dove e come questi raggi cosmici vengono prodotti e accelerati, viaggiando fino alla Terra”.

Una teoria sostiene che gli acceleratori galattici conosciuti con il nome di “PeVatrons” emettono raggi cosmici ad alta energia fino a un petaelettron volt (PeV). Possibili PeVatron potrebbero essere supernovae, regioni di formazione stellare e il buco nero supermassiccio chiamato Sagittarius A* che si trova al centro della Via Lattea.

Tuttavia, nessuno ha rilevato questi acceleratori naturali. Se i PeVatron sono reali, i loro raggi cosmici ad alta energia dovrebbero emettere raggi gamma rilevabili da tutta la galassia. Il nuovo studio riporta le prime prove di queste emissioni altamente energetica.

Ora i ricercatori ora vogliono capire se i probabili acceleratori naturali PeVatron sono attivi o quiescenti. Secondo Takita se si riuscisse a individuare i PeVatrons ancora attivi, si potrebbero trovare molte altre risposte.

Quale tipo di stella emette i raggi gamma sub-PeV e i relativi raggi cosmici ad alta energia ? Come può una stella accelerare i raggi cosmici fino alle energie cosi elevate? Come si propagano i raggi all’interno del nostro disco galattico?”

Ma in futuro si potranno eseguire molti tipi di ricerche come lo studio delle impronte dei PeVatrons nell’emisfero meridionale e la conferma dei risultati dei raggi gamma utilizzando rilevatori di neutrini in Antartide.

Lo studio dei Pevatrons potrebbe essere utile nella ricerca della materia oscura. I rilevatori installati nel sottosuolo hanno permesso ai ricercatori di eliminare il rumore di fondo dei raggi cosmici, questo potrebbe aiutarci a rilevare i raggi gamma che si prevede vengano emessi dalla materia oscura.

Il risultato sperimentale permette ai fisici di avvicinarsi alla scoperta della fonte che emette i raggi cosmici ad alta energia. Certo, il lavoro è ancora pionieristico ma apre una nuova finestra per l’esplorazione dell’universo estremo.

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