Raggi cosmici, orologi dello spazio

Raggi cosmici? Sul nostro pianeta arrivano a partire da ammassi di stelle massive.

È quanto scoperto grazie a nuove osservazioni effettuate con il Cosmic Ray Isotope Spectrometer (CRIS), uno strumento a bordo del satellite Advanced Composition Explorer (ACE) targato NASA.

I risultati, pubblicati su Science, mostrano che la distanza tra il punto di origine dei raggi galattici e la Terra può essere individuata dal residuo di una categoria molto rara di radiazione cosmica, che agisce come un piccolo orologio.

Questa radiazione è formata da un isotopo di ferro, 60Fe, che ha una vita media di 2.6 milioni di anni. In questo lasso di tempo, metà di questi nuclei di ferro decadono in altri elementi.

Nei 17 anni in cui CRIS ha operato nello spazio, è riuscito a rilevare circa 300.000 nuclei di ferro provenienti da raggi cosmici; ma di questi, soltanto 15 appartenevano alla categoria radioattiva del 60Fe.

A partire da questi dati i ricercatori sono stati in grado di calcolare per così dire “a ritroso” la fonte dei raggi cosmici radioattivi, che sono serviti appunto come una sorta di orologio cosmico della distanza.

In particolare, secondo gli autori dello studio su Science i nuclei di 60Fe trovati sono la cartina tornasole che dimostrano l’esistenza di esplosioni di supernova: eventi catastrofici che avverrebbero nel nostro “vicinato” galattico una volta ogni qualche milione di anni.

“I nuovi dati – spiega Martin Israel della Washington University e co-autore dello studio – mostrano che la fonte dei raggi cosmici galattici è un vicino ammasso di stelle massicce, dove avvengono queste esplosioni di supernova”.

Le violente esplosioni che costituiscono la morte di una stella sarebbero dunque le responsabili della produzione di ferro radioattivo.

Ma quando avviene esattamente la “nascita” di questo materiale cosmico?

Misure precedenti effettuati da CRIS su isotopi di nichel e cobalto mostravano un ritardo di almeno 100.000 anni tra la creazione e l’accelerazione dei nuclei di raggi cosmici.

Questo vale anche per i nuclei di ferro. Si tratta di un “jet lag” fondamentale da misurare, perché indica che i nuclei sintetizzati in una supernova in realtà non sono accelerati dall’esplosione stessa, ma dall’onda d’urto proveniente da una supernova vicina. E così via. Ecco che l’orologio galattico dei raggi cosmici è pronto a fare un altro giro di lancette.

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