Misteriose fonti di raggi gamma

L'onnipresente nebbia dei raggi gamma che permea l'Universo non sarebbe stata creata come gli astronomi si attendevano, secondo quanto affermano le nuove osservazioni della NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope, lasciando quindi gli scienziati con un nuovo mistero cosmico da risolvere. Il cielo si illumina di raggi gamma, anche lontano da ben note fonti luminose, come le pulsar e le nubi di gas all'interno della Via Lattea e delle galassie più luminose. Convenzionalmente, gli astronomi pensavano che la luce dei gamma ray fosse originata dai getti dei buchi neri situati nei nuclei galattici attivi.

"Grazie al Fermi, ora sappiamo per certo che ciò non è possibile", ha detto Marco Ajello, un astrofisico del Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC), congiuntamente al SLAC National Accelerator Laboratory e della Stanford University in California. Per ora gli scienziati stanno rappresentando le fonti sconosciute con un simbolo a forma di drago - qualcosa che cartografi antichi utilizzavano per rappresentare le aree del mondo non ancora esplorate. Ajello e altri scienziati del Fermi, hanno utilizzato i dati dal primo anno di osservazioni per comparare le emissioni delle galassie attive rilevate direttamente con il numero di galassie necessarie per produrre lo sfondo di emissioni luminose.

Le galassie attive in possesso di buchi neri centrali contenenti milioni di miliardi di volte la massa del Sole, sono noti come buchi neri supermassicci. Quando la materia cade verso il buco nero, parte di essa viene riespulsa in getti di particelle che viaggiano quasi alla velocità della luce. Queste particelle sono in grado di produrre raggi gamma in due modi diversi. Quando si colpisce un fotone di luce visibile o all'infrarosso, il fotone può acquisire energia e diventare un raggio gamma. Se una di queste particelle del getto colpisce il nucleo di un atomo del gas, la collisione può creare una particella chiamata pione, che poi rapidamente decade in una coppia di raggi gamma.

Mappatura del cielo realizzata dal Fermi. In blu lo sfondo di raggi gamma extragalattico (NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration)

Ma si è scoperto che i nuclei galattici attivi sono solo i contribuenti minori per il bagliore dei raggi gamma di fondo. "Le galassie attive in grado di spiegare meno del 30 per cento dei raggi gamma di sfondo", ha detto Ajello. "Ciò lascia molto spazio per la scoperta scientifica su cosa possa essere responsabile ". Ajello ha presentato le sue scoperte Martedì in un incontro alla American Astronomical Society's-Energy Astrophysics Division a Waikoloa, Hawaii. Un documento sui risultati è stata presentata al The Astrophysical Journal. Nonostante non si sappia quale sia la causa, si ipotizza qualche soluzione al riguardo.

Le particelle accelerate sia nelle stelle in formazione nelle galassie che nelle fusioni tra galassie potrebbero contribuire alle emissioni mancanti di raggi gamma. Oppure la materia oscura - la misteriosa sostanza che non produce né oscura la luce, ma che ha uguale gravità alla normale materia, è una seconda possibilità.
"La materia oscura potrebbe essere un tipo sconosciuto di particella subatomica. Se questo fosse vero, le particelle di materia oscura potrebbero interagire gli uni con gli altri in un modo da produrre raggi gamma", ha aggiunto Ajello. Ma qualunque sia la fonte sconosciuta, ha detto Martin Weisskopf, ciò che conta è che adesso sappiamo che i raggi gamma non sono originati da fonti conosciute".

Lanciato nel giugno 2008, il telescopio spaziale Fermi sta continuamente mappando il cielo nella lunghezza d'onda dei raggi gamma e in cerca di lampi di raggi gamma, le esplosioni più luminose dell'universo.

link: http://www.space.com/scienceastronomy/fermi-gamma-rays-100302.html