La materia oscura degli assoni dovrebbe essere prodotta e convertita in raggi gamma durante una supernova. Saremo abbastanza fortunati da vederli?
La ricerca della materia oscura potrebbe concludersi domani, se ci fosse una supernova nelle vicinanze e avessimo un pizzico di fortuna. La natura della materia oscura è sfuggita agli astronomi per 90 anni, da quando ci si è resi conto che l’85% della materia nell’universo non è visibile attraverso i nostri telescopi. Il candidato più probabile per la materia oscura oggi è l’assione, una particella leggera che i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando disperatamente di trovare.
La ricerca dell’assione
Gli astrofisici dell’Università di Berkeley sostengono che l’assione potrebbe essere scoperto entro pochi secondi dalla rilevazione dei raggi gamma da una vicina esplosione di supernova. Gli assioni, se esistessero, verrebbero prodotti in grandi quantità durante i primi 10 secondi dopo il collasso del nucleo di una stella massiccia in una stella di neutroni, e si trasformerebbero in raggi gamma ad alta energia nell’intenso campo magnetico della stella. Una tale rilevazione sarebbe possibile oggi solo se l’unico telescopio a raggi gamma in orbita, il Fermi, puntasse nella direzione della supernova al momento dell’esplosione. Dato il campo visivo del telescopio, questa è circa una possibilità su 10.
L’ultima supernova vicina osservata
Il problema è che, affinché i raggi gamma siano abbastanza luminosi da essere rilevati, la supernova deve essere vicina, all’interno della nostra galassia o in una delle sue galassie satellite. L’ultima supernova vicina si è verificata nel 1987 nella Grande Nube di Magellano. All’epoca, un telescopio a raggi gamma, il Solar Maximum Mission, era puntato nella direzione della supernova, ma non era abbastanza sensibile da poter rilevare l’intensità dei raggi gamma.
“Se dovessimo vedere una supernova con un moderno telescopio a raggi gamma, saremmo in grado di rilevare o escludere questo assione QCD e tutto ciò accadrebbe entro 10 secondi” ha spiegato Benjamin Safdi, professore di fisica presso l’UC Berkeley e autore di un articolo pubblicato il 19 novembre sulla rivista Physical Review Letters.
Le ricerche sulla materia oscura e l’assione QCD
Le ricerche sulla materia oscura si sono inizialmente concentrate su deboli e massicci oggetti compatti teoricamente sparsi nella nostra galassia. Ma quando questi non si sono materializzati, i fisici hanno iniziato a cercare particelle elementari che teoricamente sono ovunque intorno a noi e dovrebbero essere rilevabili nei laboratori terrestri. Anche queste particelle, però, non sono state rilevate. Il miglior candidato attuale per la materia oscura è l’assione, una particella che si adatta perfettamente al modello standard della fisica e risolve molti altri enigmi che riguardano la fisica delle particelle. Di assioni si parla anche nella teoria delle stringhe, e potrebbero essere in grado di unificare la gravità con la teoria della meccanica quantistica.
Il ruolo delle stelle di neutroni
In alternativa, gli astrofisici hanno proposto di cercare assioni prodotti all’interno di stelle di neutroni subito dopo una supernova con collasso del nucleo. Finora, tuttavia, si sono concentrati principalmente sulla rilevazione di raggi gamma dalla lenta trasformazione di questi assioni in fotoni nei campi magnetici delle galassie. Gli scienziati hanno capito che quel processo non è molto efficiente nel produrre raggi gamma, o almeno non abbastanza da essere rilevato dalla Terra.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo pubblicato sul sito dell’Università di Berkeley.
