Le particelle ad alta energia chiamate raggi cosmici bombardano costantemente la Terra da tutte le direzioni e si pensa che provengano dalle ondate esplosive di resti di supernova. La differenza è estremamente piccola, ma se fossero accelerati dallo stesso evento, le velocità dovrebbero essere le stesse.
PAMELA, il carico utile per l'esplorazione della materia e l'astrofisica dei nuclei leggeri, è a bordo del satellite Russian Resurs-DK1 in orbita attorno alla Terra. Utilizza uno spettrometro a magnete permanente insieme a una varietà di rivelatori specializzati per misurare gli spettri di abbondanza ed energia di elettroni di raggi cosmici, positroni, antiprotoni e nuclei di luce su una vasta gamma di energia da 50 MeV a centinaia di GeV.
Proprio come gli astronomi usano la luce per visualizzare l'Universo, gli scienziati usano i raggi cosmici galattici per saperne di più sulla composizione e sulla struttura della nostra galassia, nonché per scoprire come cose come il modo in cui i nuclei possono accelerare quasi alla velocità della luce.
Oscar Adriani e i suoi colleghi che usano lo strumento PAMELA affermano che le loro nuove scoperte rappresentano una sfida alla nostra attuale comprensione di come i raggi cosmici vengono accelerati e propagati. "Scopriamo che le forme spettrali di queste due specie sono diverse e non possono essere ben descritte da un'unica legge di potenza", scrive il team nel loro articolo. "Questi dati sfidano l'attuale paradigma dell'accelerazione dei raggi cosmici nei resti di supernova seguita dalla propagazione diffusiva nella Galassia."
Invece, conclude il team, l'accelerazione e la propagazione dei raggi cosmici possono essere controllate da processi ora sconosciuti e più complessi.
I resti di supernova stanno espandendo nuvole di gas e campi magnetici e possono durare per migliaia di anni. All'interno di questa nuvola, le particelle vengono accelerate rimbalzando avanti e indietro nel campo magnetico del residuo, e alcune particelle guadagnano energia, e alla fine raggiungono una velocità sufficiente che il residuo non può più contenerle e fuggono nella Galassia come raggi cosmici.
Una domanda chiave a cui gli scienziati sperano di rispondere con i dati di PAMELA è se i raggi cosmici sono continuamente accelerati per tutta la loro vita, se l'accelerazione si verifica una sola volta o se c'è qualche decelerazione.
Gli scienziati affermano che la determinazione dei flussi nei nuclei di protoni ed elio fornirà informazioni sull'universo primordiale, nonché sull'origine e l'evoluzione del materiale nella nostra galassia.
Adriani e il suo team sperano di scoprire ulteriori informazioni con PAMELA per aiutare a comprendere meglio le origini dei raggi cosmici. Dicono che i possibili contributi potrebbero provenire da fonti galattiche aggiuntive, come pulsar o materia oscura.
Fonte: scienza
