Raggio di materia e antimateria lungo 60 trilioni di chilometri scoperto con telescopio spaziale

Il lunghissimo filamento scoperto dai ricercatori è lungo più di 60 trilioni di chilometri ed è prodotto da una stella di neutroni che ha un diametro di soli 10-20 km (credito: X-ray: NASA/CXC/Stanford Univ./M. de Vries; Optical: NSF/AURA/Gemini Consortium)

Un raggio di materia e di antimateria lungo più di 60 trilioni di chilometri: è quello che hanno osservato alcuni astronomi utilizzando il Chandra X-ray Observatory, un telescopio spaziale della NASA. I ricercatori hanno scoperto che questo raggio viene proiettato da una pulsar, una stella di neutroni che ruota ad altissima velocità e che emette radiazioni dai poli magnetici.

Lunghissimo filamento cosmico prodotto da pulsar

Il raggio, una sorta di filamento cosmico, è stato scoperto una prima volta nel 2020 ma la lunghezza è stata stimata solo con un nuovo studio recentemente pubblicato sull’Astrophysical Journal,[1]. Lo studio si è avvalso di nuove analisi dei dati raccolti dal telescopio Chandra tra febbraio e novembre del 2021. I ricercatori hanno scoperto che questo enorme filamento è più lungo di almeno tre volte rispetto a quanto ipotizzato in precedenza.
La pulsar in questione denominato PSR J2030+4415 e si trova ad una distanza da noi di circa 1600 anni luce. Gli astronomi hanno calcolato che gira almeno tre volte al secondo.

Filamento da record: è incredibile secondo scienziati

Secondo Martijn de Vries, ricercatore a Stanford e uno degli autori dello studio, è incredibile che una pulsar possa emettere un filamento così lungo considerando anche che il lo stesso raggio risulta largo solo poco più di 16 km. Nonostante la larghezza minimale e le dimensioni molto contenute e della stella di neutroni che lo produce (all’incirca 10-20 km di diametro), il raggio può essere visto a migliaia di anni luce di distanza.
Per farci capire queste dimensioni in scala, se si stendesse un filo da New York a Los Angeles, la pulsar che lo produrrebbe sarebbe almeno un centinaio di volte più piccola del più piccolo oggetto che può essere visto ad occhio nudo.

Le complesse interazioni della pulsar e del campo magnetico interstellare

Le stelle ruotano molto velocemente e possono avere campi magnetici molto potenti. Il connubio tra questi due fattori procura un’alta accelerazione delle particelle e l’irraggiamento di energia con la creazione di coppie di elettroni e di positroni (in pratica il fenomeno vede la trasformazione dell’energia in materia e antimateria).
Tramite un complesso fenomeno collegato al fatto che la stessa pulsar sta comunque viaggiando nello spazio interstellare ad altissima velocità, c’è un’interazione tra la stessa pulsar e il campo magnetico interstellare e ciò provoca perdite di particelle, come spiega Roger Romani, altro ricercatore a Stanford e autore dell’articolo. Secondo Romani il campo magnetico della pulsar si connette a quello che esiste tra le stelle e in questo modo gli elettroni insieme ai positroni schizzano letteralmente fuori spostandosi lungo una particolare linea del campo magnetico interstellare ad altissima velocità. Questo deve aver prodotto il lungo filamento poi intercettato dal telescopio spaziale Chandra.

L’antimateria nella Via Lattea e sulla Terra

I dati forniti da questo nuovo studio sono importanti perché potrebbero essere utili per una migliore comprensione dell’antimateria presente nella Via Lattea. L’antimateria è simile alla materia eccetto per le cariche elettriche che risultano invertite.
Il mistero più grande riguardante l’antimateria risiede nella domanda (a cui ancora non siamo riusciti a fornire una risposta su cui concordino tutti): perché c’è così tanta materia ordinaria e così poca antimateria?
Tuttavia c’è anche un altro enigma che i ricercatori non hanno ancora risolto: con i loro strumenti continuano a trovare un quantitativo inusitatamente alto di positroni sulla Terra. Da dove provengono?
I filamenti come quello della pulsar PSR J2030+4415 potrebbero essere la risposta: l’antimateria in essi sfugge alle pulsar e, viaggiando nello spazio interstellare, raggiunge la Terra.

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Note e approfondimenti

  1. Application of a Steady-state Accretion Disk Model to Spectrophotometry and High-resolution Spectra of Two Recent FU Ori Outbursts – IOPscience (DOI: 10.3847/1538-4357/ac496b)

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