Ogni viaggio è un’esperienza che segna. Ma a volte un viaggiatore, intraprendendone uno, non ne esce mutato affatto. Quello che in vita consideriamo un arricchimento mancato, in fisica rappresenta un’opportunità di ricerca: la mancanza di mutamenti dopo un viaggio permette la comprensione di come era e cosa ha spinto una particella nel momento di intraprendere il suo percorso.

Un nuovo studio sui raggi cosmici in viaggio verso la Terra, mostra come le particelle dei raggi cosmici di ferro siano viaggiatori unici, utili nel fornire informazioni sulle particolari condizioni di partenza del loro viaggio all’interno della Via Lattea verso di noi.

Utilizzando lo strumento Calorimetric Electron Telescope (CALET), attivo dal 2015 sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), la ricerca ha mostrato che i raggi cosmici di ferro arrivano sulla Terra in modo del tutto peculiare rispetto ai suoi compagni di viaggio. Quelli di carbonio, ossigeno e idrogeno viaggiano, infatti, attraverso la galassia in modo piuttosto simile tra loro, ma differente dai raggi cosmici di ferro

Dopo questa osservazione, i ricercatori si stanno domandato se questa diversità tra ferro e i suoi compagni di viaggio possa essere un indicatore non tanto di una diversa risposta al viaggio cosmico, bensì di una diversa causa generatrice.

Si ritiene, infatti, che i raggi cosmici siano generati dall’esplosione stellare delle supernovae. Ma è altrettanto condiviso che anche stelle di neutroni o stelle molto massicce possano essere altre potenziali fonti per gli stessi. Studiando le loro energie e composizioni, i raggi cosmici forniscono le informazioni sulla galassia di provenienza e sul tipo di evento che li ha generati, ma queste informazioni non sempre giungono a noi chiare e nitide.

Nuclei atomici spogliati dei loro elettroni, i raggi cosmici sfrecciano costantemente nello spazio a quasi la velocità della luce, subendo così mutamenti in viaggio. Essi possono scomporsi in particelle secondarie, mutando così rispetto alla loro composizione originaria e rendendo complicato comprendere da quale evento stellare sia nato un raggio cosmico scomposto.

La peculiarità del ferro osservata, dunque il valore della ricerca, sta proprio nel fatto che questo elemento è uno dei più pesanti tra quelli sintetizzati nella regolare evoluzione stellare: per questo motivo, i raggi cosmici di ferro arrivano a noi intatti, rimanendo primari  a differenza dei suoi compagni di viaggio.

Progetto lanciato dall’a JAXA e condotto oggi con ASI e NASA, CALET è tra le pochissime tecnologie a poter fornire spettri di raggi cosmici dallo spazio, riuscendo così a mostrare tutto ciò ai ricercatori. Essendo sulla ISS sopra l’atmosfera, può misurare direttamente le particelle e distinguere con precisione i singoli elementi dei raggi cosmici. Le osservazioni sulla Terra, infatti, oltre ai mutamenti del viaggio cosmico, registrerebbero anche quelli dovuti all’interazione con l’atmosfera terrestre.

Un impegno globale che ha portato oggi a una scoperta che  allarga l’interessa ad affrontare una delle grandi sfide fondamentali che persistono in astrofisica: comprendere come viene generata e distribuita la materia nell’universo.

 

Crediti immagine in evidenza: JAXA