E se i raggi cosmici fossero prodotti dalle pulsar?

Rappresentazione artistica del Cherenkov Telescope Array nell'emisfero australe (credito: CTA/MA. Besel/IAC (GP Diaz)/ESO, CC BY SA 4.0, Wikimedia Commons)

I raggi cosmici sono emissioni di particelle cariche (di solito protoni e/o elettroni oppure ioni o positroni) che, accelerate ad altissima velocità, poi giungono sulla Terra con un certo livello di energia. Si tratta di un fenomeno per certi versi ancora incompreso fin dalla prima intercettazione avvenuta nel 1912 eseguita dal fisico Victor Franz Hess.

Ricerca su fotoni e neutrini

Ad oggi la ricerca principale per quanto riguarda i raggi cosmici viene eseguita su fotoni o neutrini, le particelle non cariche che poi giungono sulla Terra dopo che i raggi cosmici, durante il loro lungo percorso, hanno attraversato i campi magnetici interstellari.

Emessi dalle supernove?

Tra le ipotesi fatte sull’origine dei raggi cosmici ci sono le supernove ma, come spiega Alison Mitchell, ricercatrice dell’Erlagen Center for Astroparticle Physics (ECAP), che ha realizzato un nuovo studio sull’argomento, non ci sono ancora prove sul fatto che i raggi cosmici siano prodotti da ciò che resta di una supernova, una delle esplosioni più potenti del cosmo.
In particolare non si riesce a comprendere, dato che per il momento si possono fare solo indagini teoriche, come queste particelle poi espulse dall’esplosione possono essere accelerate a livelli di energia molto alti come quelli che vediamo nei raggi che ci raggiungono.

Altra ipotesi: le pulsar

Un’altra ipotesi minore verte sulle pulsar: queste stelle molto compatte e rotanti ad altissima velocità (di solito stelle di neutroni ma a volte anche nane bianche) possono infatti emettere radiazioni elettromagnetiche dai poli accelerando i positroni e gli elettroni a livelli molto alti. Dunque gli altri componenti dei raggi cosmici, soprattutto protoni e ioni, possono poi essere spinti da quelli presenti nelle nebulose delle pulsar e quindi possono provenire dall’area che si trova intorno alle stesse pulsar.

Team sta lavorando con vari telescopi

La ricercatrice sta eseguendo studi per fornire una prova sperimentale a questo approccio teorico: “Per quanto ne so, l’ampio programma di ricerca che stiamo pianificando è l’unico del suo genere al mondo”.
A tal proposito il team di ricerca della Mitchell sta usando vari osservatori tra cui cinque telescopi HESS costruiti in Namibia. Con questi strumenti il team può tracciare in maniera più accurata la direzione dei raggi gamma. Tuttavia lo stesso team ritiene che il nuovo progetto Cherenkov Telescope Array (CTA) possa risultare fondamentale per questo tipo di ricerche. Il progetto del CTA dovrebbe vedere la costruzione di due reti di telescopi terrestri, una nell’emisfero nord e una in quello sud, per l’osservazione di raggi gamma.

Ci sarà bisogno anche di algoritmi efficienti

Come lascia intendere la Mitchell con osservatori come il CTA, che forniscono risoluzioni molto più elevate e campi visivi più ampi, si potranno effettuare enormi progressi. Ma non sarà sufficiente: ci sarà bisogno di algoritmi migliori e i ricercatori del team della Mitchell stanno lavorando anche a questo: “È estremamente probabile che sia le supernova che le pulsar siano responsabili dei raggi cosmici galattici, ma credo che le pulsar possano accelerare le particelle a energie migliaia di volte superiori a quelle raggiunte dai resti di supernova”, spiega la ricercatrice.

Note e approfondimenti

  1. ECAP – Homepage of the Erlangen Centre for Astroparticle Physics (IA)

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Data articolo