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Pulsar o materia oscura?
Un eccesso di elettroni ad alta energia. Dopo Pamela, FERMI aggiunge un altro tassello del puzzle
02 Mag 2009
Troppi, e a energie troppo alte. Gli elettroni osservati nei raggi cosmici da FERMI, il satellite NASA costruito con un importante contributo italiano e dell'ASI, sono decisamente anomali rispetto alle previsioni teoriche, e si possono spiegare solo in due modi: o c’è di mezzo una sorgente di particelle particolarmente potente, per esempio una pulsar finora ignota. Oppure si tratta di un nuovo “segnale” di materia oscura, che andrebbe ad aggiungersi a quello forse osservato dallo strumento a guida italiana PAMELA, nei risultati pubblicati in aprile da Nature.
La scoperta, presentata nel corso di due conferenze internazionali il 2 maggio a Denver (Colorado, Usa) e il 4 maggio a Parigi, sarà pubblicata sulla rivista Physical Review Letters.
È stato lo strumento Lat (Large Area Telescope), collocato a bordo del satellite FERMI e costruito in buona parte in Italia, a rivelare l’eccesso di elettroni ad altissime energie che ha messo sull’allerta i ricercatori (molti italiani, in particolare dall’INFN e dall’INAF) al lavoro sui dati scientifici di FERMI. Che si sarebbero aspettati un flusso di elettroni prevalentemente a bassa energia perché queste particelle prima di giungere a noi tendono a perdere molta energia nell’interazione con i campi magnetici e la radiazione interstellare. Al contrario, lo spettro prodotto dal LAT è popolato da un grande numero di elettroni a bande di energia fino a 1 TeV (mille miliardi di elettronVolt). Il LAT non è in grado di determinarne la provenienza, ma quegli elettroni non possono venire da molto lontano, altrimenti si srebbero affievoliti lungo la strada.
A questo punto, secondo i ricercatori, sono due i modelli che possono spiegare un dato tanto inatteso. Potrebbe esserci, non troppo lontano da noi, una sorgente di radiazione ad altissima energia che ancora non conosciamo. La candidata più probabile sarebbe una pulsar, ovvero una stella di neutroni che ruota su se stessa ad altissima velocità, innescando così una intensa emissione di energia. Oppure…oppure la causa potrebbero essere particelle di materia oscura che, scontrandosi l’una con l’altra, si annichilano e decadono producendo radiazione ad alta energia. Questo prevedono i modelli teorici sulla materia oscura, e questo è quanto si è ipotizzato anche per spiegare quanto osservato da PAMELA. Lì a essere in eccesso erano i positroni (le particelle di antimateria complementari agli elettroni, ma con carica negativa).
"Va però detto che, anche se questo è del tutto plausibile ed eccitante, rimane ancora molto ipotetico” spiega Ronaldo Bellazzini ricercatore dell'Infn che coordina il gruppo italiano. "Questa interpretazione, infatti, si potrà prendere in considerazione in maniera più solida solo quando tutte le altre spiegazioni, basate su di un universo così come lo abbiamo conosciuto fino ad ora, dovessero fallire: insomma, se non troveremo una pulsar nel giardino di casa, cioè molto vicino alla Terra, cominceremo a pensare alla materia oscura".
Fermi è stato realizzato dalla Nasa con un contributo italiano di assoluto rilievo, coordinato e finanziato dall'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) in collaborazione con l'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) ed l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) che vi partecipa con le sezioni di Trieste/Udine, Padova, Pisa, Perugia, Roma2 e Bari. Le Pmi G&A Engineering, Mipot, Plyform e Centrotecnica, con alcune facility Thales Alenia Space, e la comunità scientifica nazionale, Infn e Inaf in primis, grazie all'esperienza acquisita negli anni passati e culminata con la messa in orbita il 23 aprile 2007 del satellite tutto italiano Agile, hanno infatti costruito il cuore dello strumento principale a bordo del satellite, il Large Area Telescope (Lat), partecipano all'attività scientifica e forniscono supporto per l'archiviazione, l'analisi e la distribuzione dei dati attraverso l'Asi Science Data Center.
