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Da dove provengono quei raggi cosmici?

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È recentissima notizia, almeno ufficialmente, che un team internazionale di ricercatori ha scoperto uno sconcertante surplus di elettroni ad alta energia che stanno bombardando la Terra dallo spazio.
La fonte di questi raggi cosmici sarebbe sconosciuta, anche se, come asseriscono gli scienziati, non può essere molto lontana dal nostro sistema solare. Questo perché, spiega Jim Adams del NASA Marshall Space Flight Center,

gli elettroni ad alta energia perdono energia molto rapidamente, attraversando la galassia. Ciò avviene in due modi:
1. collidendo con protoni ad energia più bassa, in un processo denominato "effetto Compton inverso" [inverse Compton scattering, n.d.a.];
2. irradiando parte della loro energia lungo il campo magnetico della galassia.

Già quando ha percorso un kiloparsec1, un elettrone non è più "ad alta energia".
Quaggiù da noi, invece, arrivano elettroni altamente energetici, eccome.
Da otto anni John Wefel (Louisiana State University) e il suo team studiano i raggi cosmici, inviando palloni nella stratosfera sopra l'Antartide; queste sonde sono finanziate dalla NASA, afferiscono al progetto ATIC2 e hanno l'obbiettivo di rilevare i raggi cosmici "più potenti e interessanti" (sic).
 
pallone_1
 
Si aspettavano il rilevamento delle solite, noiose cose. Che so, un mix di particelle composto principalmente da protoni e ioni. Il buon mega pallone, invece, ha percepito qualcosa di inatteso: una abbondanza di elettroni ad alta energia. Tra il 2000 e il 20033 esso ha rilevato ben settanta eccessi di elettroni, nell'intervallo intercorrente tra i 300 e gli 800 GeV (gigaelettronvolt4), rispetto alla normale radiazione galattica di fondo.
 

grafico
 
Ma, come abbiamo detto poco sopra, la fonte deve essere locale: secondo alcuni membri del team di Wefel, non è più lontana di qualche centinaia di parsec. Per farci un'idea, il disco della spirale della nostra Via Lattea è largo all'incirca trentamila parsec, e un parsec equivale approssimativamente a tre anni luce. Arduo definirne la direzione di provenienza: i palloni ATIC sono sottoposti a forti turbolenze d'alta quota durante le loro misurazioni, e per di più i raggi cosmici in arrivo potrebbero essere stati "strapazzati" dal campo magnetico terrestre prima di venire captati dalle sonde.
Le teorie avanzate per spiegare questa scoperta sono molteplici; c'è chi ipotizza la vicinanza di una pulsar, chi di una microquasar, chi di un buco nero stellare: tutti oggetti in grado di emettere elettroni di una tale energia. O forse c'entra in qualche modo la materia oscura? La teoria di Kaluza-Klein rappresenta un tentativo di unificazione del campo gravitazionale (descritto dalle equazioni della relatività generale) con il campo elettromagnetico (descritto dalle equazioni di Maxwell) attraverso l'introduzione di altre otto dimensioni che tesserebbero lo spazio intorno a noi. La materia oscura abiterebbe dunque le dimensioni a noi nascoste, e quando due particelle di essa collidono si manifesterebbe un surplus di energia, materializzantesi nel "nostro" mondo.
Palloni volanti e dimensioni nascoste a parte, rimane il tangibile fatto che c'è un aumento di particelle extra terrestri extra in arrivo sopra le nostre teste: in un mio precedente intervento spiegavo brevemente come questo può essere dovuto alla drastica diminuzione del vento solare (il flusso di particelle irradiate dal Sole), che ci rende più vulnerabili ai raggi cosmici provenienti dall'esterno; laddove la zona di influenza della nostra stella viene meno, viene lasciato spazio ad altri agenti.
Ora si scopre da altre fonti, che nulla hanno a che fare con l'osservazione diretta del Sole, la stessa cosa: un bombardamento di particelle cosmiche provenienti…da chissà dove.

Appena ricevuta la notizia, l'ho inoltrata all'astrofisico greco-americano Paul La Violette, chiedendo che cosa ne pensasse. La sua breve risposta ribalta totalmente la prospettiva – è proprio il caso di dirlo – dei cervelloni statunitensi:

Gli astronomi concludono che gli elettroni provengono da una fonte vicina. Questo perché essi non realizzano che elettroni cosmici ad alta energia possono viaggiare con moto rettilineo e quindi ricoprire distanze come decine di migliaia di anni luce con una perdita energetica davvero minima. Questo è un punto chiave…

E quindi, conclude,

potrebbero essere gli elettroni residui dell'ultima superonda5 .

Lascio fare agli astronomi, astrofisici e scienziati in genere il loro lavoro ma, nel mio intimo, spero sinceramente una cosa, tra le altre: che si tengano gli orecchi, e i sensi in generale, sempre bene aperti, pronti a cogliere qualsiasi segnale di qualunque tipo e, soprattutto, che si tenti di guardare sempre al di là, senza dogmatismi scientifici o morali che siano.
In questo caso, magari volgendo le antennine lì, proprio lì: in direzione del centro galattico…
 
pallone_2

 


Note:
 
1. Il parsec (abbreviato in pc) è un'unità di lunghezza usata in astronomia. Significa "parallasse di un secondo d'arco" ed è definito come la distanza dalla Terra (o dal Sole) di una stella che ha una parallasse annua di 1 secondo d'arco.
2. L' Advanced Thin Ionization Calorimeter è una collaborazione internazionale tra ricercatori provenienti dalla Louisiana State University, University of Maryland, Marshall Space Flight Center, Purple Mountain Observatory in Cina, Moscow State University in Russia e dal Max-Planck Institute for Solar System Research in Germania. ATIC è finanziato, negli USA, dalla NASA e i voli vengono condotti sotto l'egida del Balloon Program Office al Wallops Flight Facility dallo staff del Columbia Scientific Balloon Facility.
3. Il sito science.nasa.gov, curiosamente, fornisce solamente i dati di questa finestra temporale: mi chiedo se per avere quelli attuali dovremo aspettare altri cinque anni…
4. Un elettronvolt (simbolo eV) è l'energia acquistata da un elettrone libero quando passa attraverso una differenza di potenziale elettrico di 1 volt; un gigaelettronvolt corrisponde a un miliardo di elettronvolt.
5. L'ultima superonda galattica ebbe luogo, secondo le stime dell'astrofisico, circa 5300 anni fa. Per una disamina approfondita della teoria della superonda si veda LA VIOLETTE, PAUL, Earth Under Fire
– il codice dell'Apocalisse, NEXUS Edizioni, Due Carrare (PD) 2006.

Fonti:

"Discovered: Cosmic Rays from a Mysterious, Nearby Object", in
http://science.nasa.gov/headlines/y2008/19nov_cosmicrays.htm?list1094545 .
Per le definizioni di pc e GeV: www.wikipedia.it.

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