Il centro della nostra galassia è un posto dove non vorresti essere.

Le condizioni all’interno del centro accecante e luminoso della Via Lattea sono identiche a quelle di un colossale acceleratore di particelle, secondo una nuova ricerca condotta recentemente pubblicata su Comunicazioni sulla natura. Ma è stato scoperto anche qualcosa di particolare: un meccanismo non identificato che impedisce ai raggi cosmici di penetrare la gigantesca nube nota come zona molecolare centrale.

Questo potrebbe permettere di capire meglio come sono nati i raggi cosmici. Questi consistono in particelle come i protoni, oltre ai nuclei atomici che scorrono continuamente attraverso le grandi profondità nere abissali dello spazio a quasi la velocità della luce.

Solo una limitata lunghezza d’onda della luce può penetrare il nucleo della Via Lattea

Si scopre che il centro della galassia è un luogo misterioso. Gli scienziati sanno alcune cose sul suo contenuto, come un buco nero supermassiccio indicato con “Sagittarius A*”, e una manciata di stelle molto grandi e molto vecchie. Ma in generale, c’è così tanta polvere che non possiamo guardarla con l’intero spettro delle lunghezze d’onda disponibili, dai raggi X morbidi alla luce visibile. Questo ha imposto un limite empirico a ciò che possiamo dire sul centro della Via Lattea. Ma, imperterriti, gli astronomi pensano che serva come fonte cruciale di raggi cosmici: nuclei e protoni spogliati di tutti gli elettroni e accelerati a velocità relativistiche mortali attraverso campi magnetici inimmaginabilmente forti. Alcuni degli oggetti elencati sopra potrebbero funzionare come acceleratori di raggi cosmici; in particolare, Sagittarius A*. Ma potrebbero anche essere resti di supernova, nebulose a vento di pulsar, o un oscuro mix di tutti e tre.

La modellazione e i dati di osservazione suggeriscono che la distribuzione dei raggi cosmici nella Via Lattea dovrebbe essere regolare e relativamente stabile. Quando i raggi cosmici emergono dagli acceleratori, si propagano attraverso il campo magnetico galattico, e subiscono decelerazioni e riaccelerazioni a seconda delle condizioni di qualcosa che gli astronomi hanno soprannominato un mare di raggi cosmici. Ma per studiare come i raggi cosmici vengono accelerati e spostati da un posto all’altro, c’è bisogno di una nuova partita di raggi cosmici. E, fortunatamente per gli astronomi, i raggi cosmici sono ad alta energia, permettendoci di osservarli nel centro galattico, poiché la gamma di energia produce luce nella limitata gamma di lunghezza d’onda che può penetrare il grande globo di polvere al centro della galassia.

Qualcosa di misterioso sta bloccando i raggi cosmici

I raggi cosmici possono anche interagire con il materiale del mezzo interstellare come polvere e gas che persiste là fuori, e questa interazione genera fotoni di raggi gamma ad alta energia che hanno circa il 10% dell’energia dei raggi cosmici che li hanno generati. Il team di ricercatori dietro il recente studio è stato guidato da Xiaoyuan Huang, un astronomo dell’Accademia Cinese delle Scienze, e insieme hanno esaminato la radiazione gamma nella nube molecolare centrale della nostra galassia attraverso i dati raccolti dal Fermi Large Area Telescope, con lo scopo di scoprire l’origine dei raggi cosmici freschi.

Come previsto, i raggi gamma che hanno trovato hanno suggerito che il centro galattico è un acceleratore di particelle ad alta energia. O, forse più oscuramente, che qualcosa lì dentro lo sia. Ma la scoperta più convincente ha mostrato che la densità dei raggi cosmici all’interno della nube molecolare centrale non è così alta come la densità del mare di raggi cosmici. In altre parole, sappiamo che c’è una sorta di barriera misteriosa che impedisce ai raggi cosmici di spingersi anche solo un po’ nella nube molecolare centrale. Abbiamo bisogno di ulteriori ricerche per iniziare a capire di cosa si tratta, e ci sono diverse teorie possibili ed eccitanti su cosa sia. Ma con ogni studio, ci avviciniamo a svelare i misteri della regione più intrigante della nostra galassia.

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