Le nuove misure acquisite dall’esperimento forniscono ulteriori dati sulla nostra comprensione delle proprietà dei raggi cosmici. Lo studio è stato condotto da un team di cui fanno parte ricercatori di ASI e INFN

29 Gennaio 2021

Un lavoro inarrestabile quello dell’Alpha Magnetic Spectrometer(AMS-02), che, dal 2011, continua lo studio dei raggi cosmici a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.

La collaborazione scientifica all’esperimento ha recentemente pubblicato su Physical Review Letters i risultati di una nuova misura, ad oggi la più precisa, del flusso di raggi cosmici di Ferro.

La misura, basata sull’analisi di circa 600 mila nuclei di Ferro raccolti da AMS-02 durante i primi 8,5 anni di operazioni, rappresenta un traguardo importante per consolidare la nostra comprensione sulle origini e sulla propagazione delle particelle cosmiche.

I risultati dello studio sono frutto della campagna di misurazione dei flussi della componente nucleare dei raggi cosmici che AMS-02 ha condotto sin dal 2015. La campagna è stata svolta misurando prima le specie più leggere ed abbondanti, come i nuclei di Idrogeno e Elio, per poi spostarsi nella misurazione del gruppo di elementi leggeri dal Litio all’Ossigeno, e infine con la recente misura del flusso di Neon, Magnesio e Silicio nel 2020.

“La misura del flusso di Ferro da parte di AMS-02 continua la serie di misure di precisione, cioè con un’accuratezza dell’ordine di alcuni percento, delle componenti nucleari dei raggi cosmici” – riporta Alberto Oliva, ricercatore INFN della sezione di Bologna e coautore della pubblicazione – “il Ferro è l’elemento più pesante prodotto nelle reazioni di fusione delle stelle. La sua misura nei raggi cosmici da informazioni importanti sui luoghi di produzione e accelerazione dei raggi cosmici. Inoltre, il Ferro, nel suo viaggio all’interno della galassia, interagisce molto più con il materiale circostante rispetto alle specie più leggere. La misura del Ferro quindi fornisce anche nuove informazioni sulle propagazioni dei raggi cosmici nella galassia.”

I risultati ottenuti da AMS-02 mostrano infatti una nuova caratteristica nei raggi cosmici, emersa grazie alla precisione senza precedenti della misurazione: il flusso di Ferro ad alte energie ha una dipendenza in energia che è molto più simile a quella dei raggi cosmici più “leggeri” quali Elio, Carbonio e Ossigeno che a quella dei raggi cosmici “pesanti” quali Neon, Magnesio e Silicio. I dati di AMS-02 sono adesso a disposizione della comunità scientifica, accessibili anche attraverso il Cosmic Ray Database del Space Science Data Center di ASI.

“Questa misura aggiunge nuove informazioni che i ricercatori potranno utilizzare per consolidare o riformulare i modelli di accelerazione e propagazione dei raggi cosmici” - continua Valerio Vagelli, Project Scientist di ASI per AMS e coautore della pubblicazione – “Il risultato è stato possibile anche grazie al contributo dei ricercatori italiani dell’INFN e alla partecipazione di ASI. Ma la campagna di misure di AMS-02 non si chiude qui. La collaborazione AMS sta continuando ad analizzare i dati raccolti, da un lato per estendere le misure includendo raggi cosmici più leggeri ma meno abbondanti del Ferro, dall’altro per studiarne la dipendenza temporale e la loro correlazione con l’attività solare. Siamo confidenti che la precisione con cui AMS può effettuare queste misure porterà nuovi risultati inattesi, sulle basi dei quali potremo ulteriormente migliorare la nostra comprensione dei raggi cosmici”.

AMS è una missione sponsorizzata da NASA e DOE (US), in operazione sulla ISS da Maggio 2011, e a cui l’Italia partecipa con il supporto di ASI e ricercatori dell’Università e delle Sezioni INFN di Bologna, Milano Bicocca, Perugia, Roma Sapienza, Roma Tor Vergata, Pisa, Trento e di ASI.

I risultati dello studio sono disponibili qui.

 

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