Un enigma dell’astrofisica: identificato un potentissimo raggio cosmico giunto dal nulla

Un radio telescopio avanzato ha individuato un raggio cosmico ad altissima energia, lasciando gli astronomi perplessi poiché la sua origine rimane un mistero e generato da una particella la cui origine non è ancora perfettamente definita ed è poco plausibile.

Il rilevatore di raggi cosmici di superficie dell’esperimento Telescope Array (TA), situato nello Utah, negli Stati Uniti, è stato in grado di registrare la presenza dei raggi cosmici mentre attraversavano rapidamente l’atmosfera terrestre. L’analisi dei dati ha richiesto tempo e questo raggio cosmico potentissimo, notato ora, ha colpito la Terra il 27 maggio 2021. La notizia è riportata da Nature e lo studio è a questo link.

Le osservazioni condotte dagli scienziati dell’Università dello Utah e dell’Università di Tokyo rivelano che i raggi cosmici con un’energia così estrema sono eccezionalmente rari.

In effetti, il raggio cosmico recentemente osservato è il secondo con la più alta energia mai registrata. È stata ufficialmente chiamata la particella “Amaterasu” in onore della dea del sole nella mitologia giapponese.

Un Raggio cosmico rilevato da 23  sensori nel mondo

La rara particella Amaterasu mostrava livelli energetici di oltre 240 exa-elettronvolt (EeV). Questo evento ha attivato 23 rilevatori all’interno del Telescope Array, per un totale di 507 rilevatori di superficie.

Ciò che lascia gli scienziati più perplessi è che la direzione del suo arrivo non mostra alcuna fonte distinguibile.

Sembra provenire dal “Vuoto Locale”, una regione vuota dello spazio chiamata in questo modo perchè vuota e che si trova al confine con la Via Lattea. Questa origine misteriosa crea un grande problema per gli scienziati.

“Sembra che questi eventi provengano da posti completamente diversi nel cielo. Non è che ci sia un’unica fonte misteriosa. Potrebbero essere difetti nella struttura dello spaziotempo, o la collisione di stringhe cosmiche. Voglio dire, sto semplicemente impazzendo idee che le persone vengono fuori perché non c’è una spiegazione convenzionale,” ha detto John Belz, professore alla U e coautore dello studio, in un comunicato ufficiale.

I raggi cosmici vengono tipicamente fatti risalire ad alcuni degli eventi astronomici più violenti, come quelli che coinvolgono buchi neri, supernovae, lampi di raggi gamma e nuclei galattici attivi.

Questi eventi spesso riducono la materia alle sue strutture subatomiche e la inviano attraverso il cosmo a una velocità prossima a quella della luce.

“Ciò che la gente considera energetico, come la supernova, non lo è neanche lontanamente abbastanza energetico per spiegare questo evento. Sono necessarie enormi quantità di energia e campi magnetici molto elevati per confinare la particella mentre viene accelerata”, ha affermato John Matthews, co-portavoce del Telescope Array. presso l’U e coautore dello studio.

In precedenza, gli scienziati presumevano che l’energia eccezionalmente elevata di una particella avrebbe causato solo deviazioni minori a causa dei campi magnetici in primo piano. Questo processo spesso piega o modifica il percorso delle particelle cariche, come i raggi cosmici, quando attraversano la regione del campo magnetico in primo piano.

Inoltre, si prevede che la direzione di arrivo della particella sia più strettamente correlata alla sua fonte, fornendo preziose informazioni sulla sua origine. Cioè una particella così energetica dovrebbe essere facilmente identificabile nel suo percorso che non dovrebbe deviare in modo particolare.

“Le particelle hanno un’energia così elevata che non dovrebbero essere influenzate dai campi magnetici galattici ed extragalattici. Dovresti essere in grado di indicare da dove provengono nel cielo”, ha detto Matthews.

Mathews ha aggiunto: “Ma nel caso della particella Oh-My-God e di questa nuova particella, si traccia la sua traiettoria fino alla fonte e non c’è nulla con un’energia abbastanza elevata per averla prodotta. Questo è il mistero: cosa diavolo sta succedendo?” 

Questa particella potrebeb aprire la porta a una nuova scoperta della fisica, proprio per la particcolarità della sua origine. Gli scienziati stanno già cercando di creare una teoria plausibile con la sua esistenza.