Una possibile origine esotica per l’antimateria

Piogge di positroni arrivano sul nostro pianeta. Molto più del previsto. Ma quale sia l’origine di queste particelle di antimateria (antiparticelle degli elettroni) ancora non è chiara. E ora, a restringere il campo delle possibili fonti è stato un team di ricercatori internazionale, che su Science ha raccontatocome, basandosi sui dati dell’High-Altitude Water Cherenkov(Hawc) Gamma-Ray Observatory (Messico), le eccessive quantità di positroni nello Spazio che arrivano sulla Terra devono avere un’origine più esotica delle pulsar, o stelle di neutroni, vicine a noi.

Ma facciamo un po’ di chiarezza. In passato, diversi rivelatori di raggi cosmici avevano già evidenziato che i raggi cosmici che arrivano all’atmosfera terrestre presentano una quantità di positroni molto più grande del previsto e recenti ricerche suggerivano che le maggiori indiziate fossero le pulsar come probabili fonti di queste particelle. Più precisamente, nel 2008, un rilevatore spaziale aveva rilevato un numero inaspettatamente alto di positroni in orbita e da allora i fisici e gli astrofisici provano a dare un senso a questi segnali anomali.

Alcuni scienziati hanno suggerito una spiegazione piuttosto semplice: le particelle in abbondanza potrebbero provenire, appunto, da stelle collassate vicine (pulsar), che sparano molto violentemente elettroni, positroni e altra materia. Altri, invece, hanno ipotizzato che i positroni in eccesso abbiano un’origine esotica, forse prodotti da processi ancora non rilevati che coinvolgono la materia oscura, la sostanza elusiva che pensiamo possa esistere per ora solo per i suoi effetti gravitazionali. “Tutto il mondo si sta sforzando per rilevare direttamente la materia oscura”, precisa Petra Huentemeyer,dell’Hawc. “La materia oscura è difficile da rilevare. È elusiva e invisibile. La ragione per cui pensiamo che esista è perché se prendiamo ciò che sappiamo della gravitazione e osserviamo la velocità delle stelle con cui viaggiano nel disco galattico, rimaniamo sorpresi dal fatto che non viaggiano alle velocità che ci aspettiamo dalla materia visibile: ci deve essere una massa oscura da qualche parte che causa ciò”.

Ora, il team di ricercatori si è basato sulle osservazioni fatte dall’High-Altitude Water Cherenkov (Hawc) Gamma-Ray Observatory in Messico, che appunto ha il compito di stimare il livello di particelle create quando i raggi gamma ad alta energia collidono con l’atmosfera terrestre. Più precisamente, il team di ricercatori ha osservato due pulsar, precedentemente identificate come possibili fonti dell’eccesso di positroni. Dall’analisi dettagliata delle emissioni di raggi gamma intorno a loro, i ricercatori sono riusciti a calcolare fino a che punto i positroni avrebbero potuto diffondersi nello Spazio. E i loro risultati parlano chiaro: i positroni generati non sono in grado di sfuggire e raggiungere la Terra in numero così elevato, sebbene le due pulsar siano dell’età e alla distanza giusta dal nostro pianeta. Di conseguenza, come precisano i ricercatori, l’eccesso di positroni che arriva deve avere un’origine più esotica.

“Queste nuove misurazioni sono molto affascianti perché contrarie all’idea che questi positroni in eccesso provengano da due pulsar vicine, almeno quando si assume un modello relativamente semplice per la loro propagazione”, spiega l’autore dello studio, Jordan Goodman, della University of Maryland. “La nostra misurazione non risponde alle domande sulla materia oscura, ma qualsiasi nuova teoria che cerchi di spiegare l’eccesso di queste particelle utilizzando le pulsar dovrà fare i conti con i nostri nuovi dati”.

Via: Wired.it