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Raggi gamma dai confini della Via Lattea

Raggi gamma dai confini della Via Lattea

Fulvia Croci3 ottobre 2018

Un team internazionale di scienziati ha rilevato per la prima volta una fonte di luce altamente energetica proveniente dalle regioni periferiche di un sistema stellare situato all’interno della Via Lattea.

La fonte è un microquasar – un buco nero di massa stellare che accumula materia strappandola a una stella compagna -. In genere, durante questo processo, i microquasar emettono getti di plasma e li sparano a velocità prossime a quella della luce.  Le osservazioni del team sono diventate uno studio pubblicato sul numero odierno di Nature e suggeriscono che l’accelerazione degli elettroni e le collisioni alle estremità dei getti del microquasar sono responsabili della produzione di potenti raggi gamma. Gli scienziati ritengono che lo studio di fenomeni simili possa offrire ulteriori informazioni anche su eventi più estremi che avvengono nel centro di galassie lontane.

Gli scienziati hanno utilizzato i dati dell’High-Altitude Water Cherenkov Gamma-Ray Observatory (Hawc), un rilevatore progettato per esaminare l’emissione di raggi gamma proveniente da oggetti astronomici come resti di supernove, quasar e pulsar.

L’attenzione del team di ricerca si è focalizzata su uno dei microquasar più famosi Ss 433, distante circa 15.000 anni luce dalla Terra. “Ss 433 è un oggetto ideale da osservare utilizzando l’ampio campo visivo di Hawc – commenta Jordan Goodman dell’Università del Maryland- combinando le nostre osservazioni con i dati multi-lunghezza d’onda e multi-messaggero di altri telescopi, possiamo migliorare la nostra comprensione dell’accelerazione delle particelle di questo microquasar e anche dei quasar”.

I quasar sono enormi buchi neri che assorbono materiale dai centri delle galassie ed emettono radiazioni che possono essere viste da tutto l’Universo.

Nella maggior parte dei casi i quasar vengono individuati in aree estremamente lontane da noi e possono essere analizzati solo se i getti che emettono sono rivolti in direzione della Terra.

Indipendentemente dalla loro provenienza, i raggi gamma viaggiano in linea retta verso la loro destinazione. Quelli che arrivano sulla Terra si scontrano con le molecole nell’atmosfera, creando nuove particelle e raggi gamma a bassa energia.

Ogni nuova particella si riduce in più parti, creando una vera  e propria pioggia, mentre il segnale scende a cascata verso la superficie. L’osservatorio gode della posizione ideale per catturare questa pioggia di particelle in rapido movimento.

Il rilevatore è composto da oltre 300 serbatoi d’acqua dal diametro di circa 7,3 metri ciascuno. Quando le particelle colpiscono l’acqua si muovono abbastanza velocemente da produrre un’onda d’urto di luce blu chiamata radiazione Cherenkov.

Le telecamere poste all’interno dei serbatoi rilevano questa luce, consentendo agli scienziati di determinare l’origine dei raggi gamma.

Il team di Hawc ha esaminato 1017 giorni di dati rilevando che i raggi gamma provenivano dalle estremità dei getti del microquasar e non dalla parte centrale del sistema stellare.

Sulla base della loro analisi, i ricercatori hanno concluso che gli elettroni nei getti raggiungono energie che sono circa mille volte superiori a quelle ottenibili utilizzando acceleratori di particelle terrestri, come il Large Hadron Collider (Lhc) del Cern.

Gli elettroni all’interno dei getti si scontrano con la radiazione di fondo a microonde a bassa energia dello spazio, con conseguente emissione di raggi gamma. Si tratta di un nuovo meccanismo per generare raggi gamma ad alta energia che è diverso da quello che gli scienziati hanno osservato quando i getti di un quasar sono puntati in direzione della Terra.

Secondo il parere dei ricercatori, Ss 433 è un oggetto dalle caratteristiche insolite che ha in serbo molte sorprese.

La recente osservazione di raggi gamma ad alta energia si basa su quasi 40 anni di analisi: ogni misurazione fornisce un pezzo di un puzzle molto complesso che può aiutare a far luce sui misteri che ancora avvolgono questi oggetti celesti.

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