Gli scienziati del CNRS e dell’Istituto Max Planck hanno recentemente identificato elettroni e positroni con le energie più elevate mai registrate sulla Terra.
L’Universo pullula di ambienti estremi, che vanno dalle temperature più fredde alle fonti di energia più elevate. Di conseguenza, oggetti estremi come resti di supernova, pulsar e nuclei galattici attivi sono in grado di emettere particelle cariche e raggi gamma con energie incredibilmente elevate. Così elevate da superare di diversi ordini di grandezza l’energia prodotta dalla fusione nucleare nelle stelle. Questa ricerca è stata pubblicata il 25 novembre sulla rivista Physical Review Letters.
Gli elettroni dei raggi cosmici
I raggi gamma rilevati sulla Terra ci dicono molto su queste fonti, poiché viaggiano nello spazio indisturbati. Tuttavia, nel caso delle particelle cariche, note anche come raggi cosmici, le cose sono più complicate perché sono costantemente “sballottate” dai campi magnetici presenti ovunque nell’Universo e impattano sulla Terra da tutte le direzioni. Inoltre, queste particelle cariche perdono parte della loro energia lungo il percorso, quando interagiscono con la luce e i campi magnetici. Queste perdite di energia sono particolarmente significative per gli elettroni e i positroni più energetici, noti come elettroni dei raggi cosmici (CRe), la cui energia supera un teraelettronvolt (vale a dire 1000 miliardi di volte maggiore di quella della luce visibile). È quindi impossibile determinare il punto di origine di tali particelle cariche nello spazio, sebbene la loro rilevazione sulla Terra sia un chiaro indicatore che ci sono potenti acceleratori di particelle di raggi cosmici nelle sue vicinanze.
L’origine di queste particelle
Grazie a questa nuova ricerca, gli scienziati hanno ottenuto nuove informazioni sull’origine di queste particelle. Lo hanno fatto setacciando l’enorme set di dati raccolti nel corso di un decennio dai quattro telescopi HESS, applicando nuovi e più potenti algoritmi di selezione in grado di estrarre il CRe dal rumore di fondo con un’efficienza senza precedenti. Ciò ha prodotto un set di dati statistici senza pari per l’analisi degli elettroni dei raggi cosmici. Più nel dettaglio, i ricercatori sono stati in grado di ottenere per la prima volta dati sul CRe nelle gamme di energia più elevate, fino a 40 TeV. Ciò ha consentito loro di identificare una rottura sorprendentemente netta nella distribuzione di energia degli elettroni dei raggi cosmici.
In copertina la rappresentazione artistica di una pulsar con il suo potente campo magnetico che ruota attorno ad essa. Crediti: NASA.
Per saperne di più:
- Leggi il comunicato stampa del CNRS.
