Scoperta la sorgente degli elettroni cosmici più potenti mai rilevati
Scoperta la sorgente degli elettroni cosmici più potenti mai rilevati: nuove ricerche rivelano l’origine locale di particelle ad altissima energia
Un recente studio ha rivelato che gli elettroni e positroni cosmici più potenti mai rilevati, che colpiscono l’atmosfera terrestre, provengono da una zona relativamente vicina alla Terra. Sebbene il nostro pianeta sia protetto da un’atmosfera che ci ripara da gran parte delle radiazioni cosmiche, siamo costantemente bombardati da particelle provenienti dallo spazio profondo. La scoperta, avvenuta grazie all’osservatorio H.E.S.S. in Namibia, ci avvicina alla comprensione delle origini di queste particelle ad altissima energia, chiamate CRe (cosmic ray electrons).
L’importanza delle nuove rilevazioni di CRe
L’osservatorio H.E.S.S., utilizzando telescopi specializzati, ha rilevato elettroni e positroni con energie fino a 40 teraelettronvolt (TeV), un livello di energia mai raggiunto precedentemente da particelle di questo tipo. Questi eventi sono estremamente rari e le loro caratteristiche suggeriscono che le particelle provengano da una piccola area nella Via Lattea, forse anche da una singola fonte vicina al nostro sistema solare, a una distanza massima di poche migliaia di anni luce. Kathrin Egberts, astrofisica dell’Università di Potsdam, ha sottolineato che questa scoperta è significativa, in quanto indica che i CRe provengono probabilmente da pochi oggetti cosmici situati nelle vicinanze, molto più vicini rispetto alla maggior parte delle fonti conosciute nell’universo.
I CRe, che rappresentano una piccolissima frazione di tutte le particelle di raggi cosmici, sono pensati per essere generati da fenomeni estremi nello spazio, come i resti di supernove, la zona circostante buchi neri o stelle ultradense come i pulsar. Questi oggetti sono in grado di accelerare le particelle di raggi cosmici a energie estremamente alte, che vengono poi lanciate attraverso l’universo. Quando queste particelle raggiungono l’atmosfera terrestre, si muovono a velocità superiori a quella della luce nell’atmosfera, producendo un fenomeno noto come radiazione Cherenkov, simile a un boom sonico.
Difficoltà nell’identificazione delle origini dei CRe
L’identificazione dei CRe ad altissima energia è particolarmente complessa, poiché anche i raggi gamma, che sono fotoni e non particelle cariche, generano effetti simili nell’atmosfera. Gli astrofisici devono fare attenzione nel distinguere queste due tipologie di radiazioni.
Come spiegato da Mathieu de Naurois, astronomo del Centro Nazionale di Ricerca Scientifica (CNRS) in Francia, i raggi gamma viaggiano dritti nell’universo, mentre gli elettroni cosmici interagiscono con il campo magnetico, il che rende più difficile tracciare la loro traiettoria.
Per identificare i CRe, il team di ricerca ha analizzato con attenzione i dati dell’osservatorio H.E.S.S. per selezionare gli eventi che corrispondono ai CRe ad alta energia, pur riconoscendo che è possibile che alcuni di questi eventi siano in realtà raggi gamma.
L’energia dei CRe rilevati è davvero notevole, arrivando fino a 40 TeV, molto più potenti di qualsiasi particella cosmica finora registrata. Tuttavia, i CRe ad alta energia sono eventi rari, poiché queste particelle perdono rapidamente energia mentre viaggiano attraverso lo spazio.
I fenomeni come la radiazione di sincrotrone e lo scattering inverso Compton causano la perdita di energia delle particelle, il che implica che, per arrivare così potenti sulla Terra, queste particelle devono provenire da una zona relativamente vicina. La scoperta di un punto di “taglio” energetico ben definito a 1,17 TeV suggerisce che la loro origine potrebbe essere limitata a una manciata di sorgenti cosmiche, o forse anche a una sola.
Gli scienziati hanno identificato alcune possibili fonti di queste particelle ad alta energia, come i resti della supernova Monogem Ring, la stella morente γ2 Velorum, o pulsar come Vela e Geminga. Tuttavia, non è possibile affermare con certezza la loro origine, poiché le traiettorie delle particelle sono troppo imprevedibili per seguire una “scia” definitiva.
Nonostante l’incertezza sulle origini esatte dei CRe, questa scoperta rappresenta un passo significativo nella comprensione di come l’universo sia “energizzato” da fenomeni cosmici estremi. Gli scienziati pianificano di proseguire con ulteriori indagini per cercare di identificare una direzione preferenziale da cui provengono questi elettroni cosmici, un’indagine che potrebbe rivelarsi difficile, ma che ha il potenziale di arricchire notevolmente le nostre conoscenze sull’energia cosmica.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Physical Review Letters.
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