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Quasar, ecco gli acceleratori di particelle lunghi migliaia di anni luce

Colour composite image of Centaurus A, revealing the lobes and jets emanating from the active galaxy’s central black hole. This is a composite of images obtained with three instruments, operating at very different wavelengths. The 870-micron submillimetre data, from LABOCA on APEX, are shown in orange. X-ray data from the Chandra X-ray Observatory are shown in blue. Visible light data from the Wide Field Imager (WFI) on the MPG/ESO 2.2 m telescope located at La Silla, Chile, show the stars and the galaxy’s characteristic dust lane in close to "true colour". #L

Dal bosone di Higgs al barione Xi, sono molte le particelle scoperte negli ultimi anni dalla fisica moderna. A rendere possibili questi balzi in avanti nella comprensione dell’infinitamente piccolo sono stati gli acceleratori di particelle, come il famoso Lhc del Cern di Ginevra. L’avanzata tecnologia di questi strumenti permette di produrre fasci di ioni o di particelle subatomiche, facendole scontrare molto rapidamente. Le particelle così accelerate vengono scagliate a tutta forza contro un bersaglio fisso o in movimento. Questi micro proiettili hanno permesso di scoprire centinaia di particelle elementari.

Ma esistono nel cosmo acceleratori di particelle naturali, capaci di raggiungere velocità impensabili persino per il più potente acceleratore terrestre. Si tratta degli oggetti celesti che emettono i raggi gamma, fotoni ad altissima energia che fanno parte dei raggi cosmici che bombardano costantemente la Terra. Tra le “fabbriche” di raggi gamma ci sono i quasar, galassie attive con un nucleo altamente energetico.

Ora un nuovo studio internazionale condotto da oltre 200 scienziati provenienti da 13 paesi diversi ha scoperto la provenienza dei raggi gamma in questi acceleratori di particelle cosmiche. La ricerca, pubblicata oggi su Nature, dimostra per la prima volta che l’emissione di raggi gamma ad altissima energia dai quasar non è concentrata nella regione vicino al loro buco nero centrale, come si pensava in precedenza. Si estende invece per diverse migliaia di anni luce, seguendo i getti di plasma dei quasar.

La scoperta, realizzata grazie ai dati dell’osservatorio Hess in Namibia, cambia completamente le carte in tavola rispetto alle sorgenti cosmiche dei potentissimi raggi gamma. Gli scienziati si sono concentrati in particolare sulla galassia NGC 5128, detta anche Centaurus A. Il cuore di questa galassia è una delle più forti radiosorgenti conosciute: questo ha permesso al team di ricerca di identificare la regione di spazio che emetteva radiazioni ad alta energia, studiando la traiettoria dei getti di plasma. E dimostrando che la sorgente di raggi gamma si estende per diverse migliaia di anni luce. Questa estesa emissione indica che l’accelerazione delle particelle non avviene solo in prossimità del buco nero, ma segue tutta la lunghezza dei getti di plasma.

E dal momento che i quasar sono le controparti ottiche delle radiogalassie, ecco che questi oggetti celesti possono essere considerati come acceleratori di particelle naturali lunghi migliaia di anni luce. Il loro studio potrebbe quindi aiutare a comprendere meglio la distribuzione dell’energia dell’universo.

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