Scoperta Storica sui Microquasar e l’Accelerazione delle Particelle
Per la prima volta nella storia della ricerca astrofisica, è emersa una prova significativa che i microquasar, anche quelli associati a stelle di bassa massa, possano accelerare particelle in modo altamente efficiente. Questa scoperta rappresenta un passo cruciale nella comprensione dell’abbondanza di raggi gamma nell’universo e del ruolo che i microquasar svolgono nella generazione di raggi cosmici.
L’origine e i meccanismi di accelerazione dei raggi cosmici più energetici continuano a costituire uno dei più affascinanti enigmi della fisica astroparticellare. Sebbene i getti emessi dai microquasar siano noti per la loro capacità di accelerare particelle cosmiche, fino a oggi tale fenomeno era stato documentato esclusivamente in rari microquasar di alta massa.
La recente scoperta di accelerazione delle particelle in microquasar a bassa massa, che sono molto più comuni, suggerisce che questi ultimi contribuiscano in misura ben più significativa al totale di raggi cosmici presenti nella nostra galassia di quanto si fosse precedentemente ipotizzato.
L’Universo e le Particelle Misteriose
La Terra è costantemente esposta a un bombardamento di particelle provenienti dallo spazio. Mentre molti sono familiari con i meteoriti rocciosi, le particelle subatomiche, come elettroni e protoni, rappresentano una chiave fondamentale per decifrare i misteri dell’universo. Queste particelle, classificate come raggi cosmici, viaggiano a velocità straordinarie dall’interstellare e oltre.
Nonostante decenni di indagini scientifiche, le origini e i meccanismi di accelerazione dei raggi cosmici più energetici rimangono avvolti nel mistero. Gli scienziati ipotizzano che i getti di materia espulsi dai buchi neri possano fungere da ambienti privilegiati per l’accelerazione di queste particelle.
- I getti più potenti della nostra galassia provengono da sistemi di microquasar.
- Un microquasar è composto da un buco nero di massa stellare e una stella ordinaria.
- Il buco nero attrae materiale dalla sua stella compagna, generando getti di particelle espulsi nello spazio.
La Questione dell’Accelerazione nei Microquasar
Negli ultimi due anni, sono emerse evidenze sempre più convincenti che i getti dei microquasar possano fungere da acceleratori di particelle altamente efficienti. Tuttavia, rimane da chiarire quanto questi sistemi contribuiscano alla quantità totale di raggi cosmici presenti nella Galassia.
È fondamentale determinare se tutti i microquasar siano in grado di accelerare particelle o se solo alcuni di essi possiedano questa capacità. I microquasar vengono generalmente classificati in base alla massa della stella nel sistema, distinguendo tra:
- Sistemi a bassa massa, più numerosi.
- Sistemi ad alta massa, come il microquasar SS 433, noto per la sua potenza nell’accelerazione delle particelle.
Una Scoperta Rivoluzionaria Grazie ai Dati di Fermi
La Dott.ssa Laura Olivera-Nieto, del Max-Planck-Institut für Kernphysik di Heidelberg, e il Dott. Guillem Martí-Devesa dell’Università di Trieste, hanno recentemente fatto una scoperta che mette in discussione il paradigma attuale. Utilizzando 16 anni di dati dal Large Area Telescope del satellite Fermi della NASA, i ricercatori hanno identificato un debole segnale di raggi gamma associato a GRS 1915+105, un microquasar con una stella di massa inferiore a quella del Sole.
Questo segnale di raggi gamma, registrato a energie superiori a 10 GeV, suggerisce che il sistema potrebbe accelerare particelle a energie ancora più elevate. Le osservazioni supportano l’ipotesi che i protoni vengano accelerati nei getti e interagiscano con il gas circostante, generando fotoni gamma.
Implicazioni per la Ricerca sui Raggi Cosmici
Questa scoperta dimostra che anche i microquasar che ospitano stelle di bassa massa sono in grado di accelerare particelle. Poiché questa classe di microquasar è la più numerosa, le implicazioni per la stima del loro contributo complessivo al contenuto di raggi cosmici nella nostra Galassia sono significative.
Tuttavia, per comprendere appieno perché alcuni sistemi accelerano le particelle in modo efficiente mentre altri non lo fanno, sarà necessario condurre ulteriori rilevazioni e studi multi-lunghezza d’onda.
Riferimento: “Persistent GeV Counterpart to the Microquasar GRS 1915+105” di Guillem Martí-Devesa e Laura Olivera-Nieto, 28 gennaio 2025, The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ada14f.
