Spazio

Risolto il mistero dell’origine dei raggi cosmici galattici

Grazie ad una serie di osservazioni effettuate con il Very Large Telescope (VLT), il sistema di 4 telescopi da 8,2 metri di diametro dell’Osservatorio...

Grazie ad una serie di osservazioni effettuate con il Very Large Telescope (VLT), il sistema di 4 telescopi da 8,2 metri di diametro dell’Osservatorio Australe Europeo (Cerro Paranal, Cile) e dell’osservatorio orbitante per raggi X Chandra, un gruppo internazionale di astronomi ha risolto un annoso mistero relativo al meccanismo alla base dell’accelerazione di quelle particelle superenergetiche che costituiscono i raggi cosmici galattici. Lo studio, i cui risultati dimostrano come i raggi cosmici provenienti dalla nostra galassia vengano accelerati in modo molto efficiente da queste esplosioni stellari, ha avuto come oggetto i resti di una supernova esplosa nel 185 d.C., che fu anche registrata dagli astronomi cinesi in una delle prime cronache note di eventi astronomici di questo genere.
Nel corso delle missioni Apollo, gli astronauti riferirono di aver visto di tanto in tanto degli strani bagliori di luce, visibili anche a occhi chiusi. Da molto tempo è noto che questo fenomeno è dovuto ai raggi cosmici, un flusso di particelle molto energetiche provenienti dall'esterno del Sistema Solare, che permeano lo spazio interstellare e che bombardano costantemente il nostro pianeta.
I raggi cosmici galattici hanno origine all'interno della Via Lattea e sono costituiti per la maggior parte da protoni che si muovono a velocità prossime a quella della luce. Si tratta quindi di particelle che vengono accelerate a energie superiori a quelle che sono raggiungibili nei più potenti acceleratori oggi esistenti, come il Large Hadron Collider (LHC) del CERN.

Immagine di una parte del resto di supernova RCW 86. Uno studio dettagliato di questo gas in rapida espansione ha permesso di stabilire che i raggi cosmici galattici vengono accelerati da oggetti di questo tipo. L’immagine ha una dimensione pari a un quinto di quella della Luna piena.


Per lungo tempo si è creduto che le sorgenti da cui provengono questi raggi cosmici galattici fossero gli involucri in espansione prodotti dall’esplosione di supernove, ma i risultati di questo studio rivelano la vera “pistola fumante” all'origine del fenomeno.
L'oggetto dello studio è denominato RCW 86 e si trova a 8.200 anni luce da noi in direzione della costellazione australe del Compasso (Circinus).
Con osservazioni spettroscopiche effettuate con il VLT, è stata misurata la temperatura del gas presente dietro l'onda d'urto creata dall'esplosione della stella, mentre grazie ai dati raccolti da Chandra circa tre anni fa è stato possibile determinare la velocità della stessa onda d'urto. Tale velocità è compresa tra l’1 e il 3% di quella della luce, pari a 10-30 milioni di km/h.
La temperatura del gas è risultata invece di circa 30 milioni di gradi, un valore molto inferiore a quanto atteso. Data la velocità con cui si espande l’onda d’urto, infatti, la temperatura avrebbe dovuto essere pari a circa mezzo miliardo di gradi. Proprio questa “energia mancante” è quella che viene utilizzata per accelerare i raggi cosmici. Quando una stella esplode come supernova, gran parte dell'energia liberata nel corso dell'evento viene utilizzata per accelerare alcune particelle a velocità relativistiche, questa energia viene quindi sottratta al riscaldamento del gas, che perciò risulta essere più freddo di quanto previsto dalla teoria.

28 giugno 2009 Mario Di Martino

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