Risultato straordinario pubblicato su "Science", frutto di un lavoro di ricerca corale cui ha partecipato un dottorando dell’Ateneo di Udine
Primo solido indizio per la spiegazione dei raggi cosmici di altissima energia, uno dei maggiori misteri ancora irrisolti
Per la prima volta, gli scienziati sono riusciti a individuare la possibile sorgente di un neutrino cosmico grazie all’associazione con una sorgente di raggi gamma, cioè fotoni di alta e altissima energia. A questo straordinario risultato, pubblicato ieri su Science, i ricercatori sono arrivati combinando i dati del rivelatore di neutrini IceCube, che opera tra i ghiacci del Polo Sud, e altri 15 esperimenti per la rivelazione dei fotoni da terra e nello spazio.
La sorgente è un blazar, ossia una galassia attiva con un buco nero supermassiccio al centro, che emette flussi di particelle e radiazioni energetiche a velocità vicine a quella della luce, distante 4,5 miliardi di anni luce, in direzione della costellazione di Orione.
Il 22 settembre 2017 il rivelatore di neutrini IceCube ha osservato un neutrino particolarmente interessante: la sua energia estremamente elevata (290 TeV - teraelettronvolt, mille miliardi di elettronvolt), indicava che poteva essere stato originato da un lontano oggetto celeste molto “attivo”. Poiché, in base alle teorie, la produzione di neutrini cosmici è sempre accompagnata da raggi gamma, IceCube ha subito lanciato un “allerta neutrino” a tutti i telescopi, disseminati nello spazio e sulla Terra, nella speranza che le loro osservazioni potessero aiutare a individuarne con precisione la sorgente.
Il satellite Fermi della NASA, col suo telescopio LAT ha osservato, nella direzione del neutrino, un’emissione di raggi gamma dal blazar TXS0506+056, e ha subito diramato un “telegramma astronomico”, consentendo a tutti gli altri 14 esperimenti di puntare alla sorgente.
I telescopi MAGIC, operanti sull’isola di La Palma alle Canarie, hanno orientato i loro giganteschi specchi verso la sorgente. Con 12 ore di osservazione, hanno rivelato un’emissione di raggi gamma con un’energia mille volte maggiore di quella di Fermi, contribuendo con un importante pezzo al completamento del puzzle di questa scoperta.
Vari altri rivelatori hanno partecipato e, grazie alla combinazione delle diverse osservazioni, è stato possibile confermare il blazar TXS0506+056 come probabile fonte di neutrini.
«È un risultato molto importante, possibile solo grazie all’osservazione con “messaggeri” diversi, a riprova che una nuova astronomia sta nascendo» afferma Barbara De Lotto, docente e responsabile del gruppo dell’Università di Udine che collabora all’esperimento MAGIC, responsabile nazionale per l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare dell’esperimento MAGIC al tempo dell’osservazione.
Questa osservazione senza precedenti, frutto del lavoro “corale” dell’astronomia multimessaggero, ha fornito anche un solido indizio verso la spiegazione di uno dei maggiori misteri ancora irrisolti: l’origine dei raggi cosmici di altissima energia.
I raggi cosmici sono, infatti, composti prevalentemente da protoni, particelle elettricamente cariche quindi deviate dai campi magnetici che permeano lo spazio, impedendoci di risalire alla loro origine. I neutrini, prodotti dai protoni di alta energia, sono particelle neutre e con massa piccolissima, non vengono deviati dai campi magnetici e interagiscono pochissimo con la materia, dimostrandosi dunque perfetti messaggeri, in grado di portarci diritti alla loro origine. «Sappiamo ora che, per produrre neutrini dell’energia osservata, questa sorgente – conclude Barbara De Lotto - può accelerare protoni a energie molto maggiori, estremamente più elevate di quelle raggiungibili con le macchine acceleratrici».
