Due fisici hanno individuato possibili tracce di annichilazione di positroni ben oltre il disco della Via Lattea, un indizio che l’antimateria prodotta dalla nostra galassia potrebbe essere molto più abbondante di quanto si pensasse.
Al centro della Via Lattea si nasconde da tempo un problema irrisolto. Gli astronomi osservano da anni una grande quantità di positroni, le particelle di antimateria gemelle degli elettroni, che si annichilano producendo lampi di raggi gamma nella regione centrale della galassia. Il problema è che le sorgenti astrofisiche conosciute (esplosioni stellari, buchi neri, stelle di neutroni) non bastano a spiegare il numero di positroni osservato. Un nuovo studio, firmato da Thomas Siegert dell’Università Julius Maximilian di Würzburg e Hiroki Yoneda dell’Università di Kyoto, rischia di rendere il rompicapo ancora più complicato.
Un segnale gamma fuori dalla nostra galassia
Analizzando oltre vent’anni di dati raccolti dal telescopio spaziale INTEGRAL dell’Agenzia Spaziale Europea, i due ricercatori avrebbero individuato per la prima volta la firma caratteristica dell’annichilazione materia-antimateria, l’emissione a 511 kiloelettronvolt, in regioni esterne al disco galattico. Il segnale più convincente proverrebbe da Complex C, un’enorme nube di idrogeno che sta precipitando verso il disco della Via Lattea, con un secondo indizio più debole individuato nella Corrente Magellanica, la scia di gas che segue le Nubi di Magellano nella loro orbita attorno alla nostra galassia. Nessuna delle due regioni dovrebbe produrre positroni in quantità significative da sola, il che suggerisce che le particelle abbiano viaggiato a lungo prima di annichilarsi.
Positroni in fuga nella Via Lattea: un comportamento inatteso
Il dato è sorprendente: affinché un positrone si annichili in modo efficiente deve muoversi lentamente. Le particelle che raggiungono energie più alte, invece, potrebbero riuscire a sfuggire al campo gravitazionale della Via Lattea prima di rallentare abbastanza da annichilarsi. Si tratta di un comportamento che i ricercatori non si aspettavano. Se questa interpretazione fosse corretta, significherebbe che la nostra galassia produce molte più antimaterie di quanto stimato finora: secondo i calcoli di Siegert e Yoneda, la Via Lattea potrebbe generare circa 100 tredecilioni di positroni al secondo, da due a tre volte più del previsto.
Un risultato ancora da confermare
Il segnale più forte individuato dai due fisici raggiunge una significatività statistica di 4 sigma, corrispondente a una probabilità di circa una su 15.000 che si tratti di una fluttuazione casuale. Per parlare di scoperta consolidata, la fisica richiede in genere una soglia di 5 sigma, quindi la cautela resta d’obbligo. Le osservazioni future del futuro telescopio della NASA COSI (Compton Spectrometer and Imager), il cui lancio è previsto nel 2027, dovrebbero aiutare a stabilire se questi segnali siano reali e a individuare dove nascono davvero i positroni della Via Lattea.
Verso la materia oscura?
Se confermato, il risultato spingerebbe le spiegazioni astrofisiche convenzionali sempre più vicine ai loro limiti. Come sottolinea Siegert, se il numero di positroni dovesse rivelarsi ancora più alto, potrebbe diventare necessario ricorrere a modelli non convenzionali, come particelle di materia oscura leggera, per spiegare l’origine di tutta questa antimateria.
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