Grafico che mostra l'andamento della rigidità magnetica per diversi nuclei di raggi cosmici, con un chiaro picco seguito da una caduta attorno a 15 teravolt.
Grafico che mostra l'andamento della rigidità magnetica per diversi nuclei di raggi cosmici, con un chiaro picco seguito da una caduta attorno a 15 teravolt.

La rigidità magnetica, non la massa, determina come i raggi cosmici perdono energia nello spazio. Se un amico appassionato di astrofisica o curioso della materia oscura segue questi temi, può valere la pena mandarglielo con calma.

Raggi cosmici, il punto di svolta a 15 teravolt Flusso della storia e fatti chiave

I raggi cosmici, particelle ad altissima energia provenienti dallo spazio profondo, hanno un comportamento comune a energie elevate che è stato finalmente misurato con precisione. Grazie ai dati raccolti in nove anni dalla missione cinese Dampe, equipaggiata anche con contributi italiani, è emerso che lo spettro di energia dei nuclei primari — idrogeno, elio, carbonio, ossigeno e ferro — mostra una brusca diminuzione attorno a una rigidità magnetica di circa 15 teravolt. Questo valore è lo stesso per tutti i tipi di nuclei, indipendentemente dalla loro massa. La rigidità magnetica, che dipende dalla carica elettrica e non dalla massa, determina quanto sia difficile deviare una particella con un campo magnetico. Questo risultato conferma una previsione teorica risalente al 1949 di Enrico Fermi sull'accelerazione dei raggi cosmici in sorgenti astrofisiche come supernove o pulsar. Tuttavia, non è ancora chiaro quale specifica sorgente o classe di sorgenti sia responsabile dell'eccesso di particelle osservato. Resta aperta anche la possibilità che la modifica dello spettro dipenda da cambiamenti nella propagazione dei raggi cosmici nel mezzo interstellare.

Fatti

  • La missione Dampe ha analizzato dati dal 1° gennaio 2016 al 31 dicembre 2024 per studiare i raggi cosmici.
  • Lo spettro dei raggi cosmici mostra una caduta comune a circa 15 teravolt di rigidità magnetica per tutti i nuclei, da idrogeno a ferro.
  • Il risultato, pubblicato su Nature, conferma per la prima volta sperimentalmente la teoria di Enrico Fermi del 1949.
  • La rigidità magnetica, non la massa, determina il limite di energia nei raggi cosmici.
  • La missione Dampe è stata lanciata nel 2015 dall'Agenzia spaziale cinese, con contributi dell'Infn e del GSSI in Italia.

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