Elettroni ultraenergetici

(ASI) – È noto che la vita sulla Terra la dobbiamo anche al campo magnetico terrestre che ci difende dalle radiazioni cosmiche e dalle particelle supersoniche che vengono dal Sole. Altrimenti il nostro pianeta sarebbe desertico come lo è Marte.

Vi è poi una particolare turbolenta regione al di fuori della Terra dove vengono deflesse queste particelle, chiamata foreshock. Grazie alle osservazioni del satellite della NASA THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) si è rilevato che in questa regione gli elettroni sono accelerati fino a una velocità prossima a quella della luce. Non è un caso solo “terrestre”: particelle simili sono state osservate in molti luoghi dell’universo, ma non si comprende ancora quale sia il meccanismo che le spinge a una simile accelerazione.

I nuovi risultati ottenuti con THEMIS sembrano farci fare i primi timidi passi verso una risposta, ma contestualmente danno adito a nuove domande. Lo studio ha evidenziato che la regione in questione si trova assai più lontano dalla Terra di quanto ipotizzato in precedenza, un dato che potrebbe cambiare le teorie comuni su come gli elettroni possano essere accelerati non solo nella regione vicino alla Terra, ma in tutto l’universo. Avere una migliore comprensione di come le particelle siano accelerate aiuterà gli scienziati e gli ingegneri a meglio equipaggiare i veicoli spaziali proteggendo gli astronauti oltre che il veicolo stesso.

I risultati, pubblicati su Physical Review Letters, descrivono come tali particelle potrebbero essere state accelerate in regioni specifiche appena al di là del campo magnetico terrestre. In genere, una particella in viaggio verso la Terra incontra una prima barriera chiamata bow shock. Questo scudo protegge il nostro pianeta dal vento solare, il continuo flusso di particelle cariche sprigionato dal Sole. La maggior parte delle particelle vengono deflesse lontano dalla Terra, ma alcune tornano indietro verso il Sole: è proprio da qui che ha origine la regione di elettroni e ioni detta foreshock.

In precedenza gli scienziati ritenevano che le energie particolarmente elevate raggiunte da queste particelle “riflesse” potessero dipendere dalle numerose collisioni nel loro andare avanti e indietro nel bow shock. Tuttavia, le nuove osservazioni suggeriscono che le particelle possono ottenere energia anche grazie all’attività elettromagnetica presente nella regione foreshock.

Questo implica che gli elettroni energetici potrebbero avere avuto origine oltre la zona del bow shock, muovendosi quindi in tutte le direzioni e non solo lungo le linee del campo magnetico. Un comportamento mai osservato prima, la cui analisi potrebbe rivelare importanti informazioni sui meccanismi che determinano l’accelerazione degli elettroni ultraenergetici.

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Elettroni ultraenergetici