Universo

La radiazione galattica ed extra-galattica di altissima energia

Nell’universo sono presenti sorgenti che accelerano particelle ad energie molto alte. Nel progetto è stato affrontato, con tecniche differenti e complementari tra di loro, lo studio di queste emissioni da parte di sorgenti galattiche ed extra galattiche

Nell’universo i processi di più alta energia coinvolgono le fasi finali della vita delle stelle (esplosioni di Supernovae) e le galassie con un buco nero al loro centro. I meccanismi di produzione di queste particelle e della loro propagazione dalle sorgenti fino al nostro pianeta sono ancora sconosciuti.
Le attività svolte nel progetto di ricerca sono volte allo studio di queste particelle utilizzando diversi approcci: 1) lo sviluppo di nuove tecniche di misura di queste particelle. Abbiamo per esempio realizzato un esperimento che osserva l’atmosfera terrestre dall’alto (cioè da un satellite) per rivelare la luce di fluorescenza emessa dalla cascata di particelle prodotta dall’interazione dei raggi cosmici con i nuclei atmosferici; 2) la partecipazione all’esperimento KASCADE-Grande. Si tratta di un apparato di 1 km2 di superficie totale che serve a misurare le particelle (elettroni e muoni) che compongono la cascata atmosferica e che giungono fino a terra. Con questo strumento abbiamo studiato l’emissione galattica di altissima energia; 3) lo sviluppo di simulazioni numeriche per riprodurre il comportamento di getti astrofisici; 4) lo studio di modelli teorici per la propagazione di queste particelle, modelli che sono di fondamentale importanza anche negli studi per la ricerca di materia oscura.

I risultati più importanti ottenuti nell’ambito del progetto sono stati pubblicati sulle principali riviste del settore e presentati in diverse conferenze di rilevanza internazionale. Tra gli altri risultati ricordiamo: 1) la misura di una struttura nello spettro dei raggi cosmici “leggeri”, cioè nuclei di idrogeno ed elio. Queste, essendo le prime particelle a sfuggire dai campi magnetici di altre galassie, potrebbero indicare il sopraggiungere della radiazione di origine extra galattica; 2) la prima rivelazione ad energie del GeV (miliardi di elettronvolt) di una radio galassia giovane; 3) l’implementazione di un codice di simulazione che permette di seguire l’evoluzione di particelle non termiche (cioè particelle la cui energia non può dovuta solo al calore delle stelle) e la loro interazione con un plasma magnetizzato; 4) lo sviluppo di modelli per interpretare le misure del rapporto tra le quantità di positroni ed elettroni nella radiazione cosmica in termini o di materia oscura o di sorgenti astrofisiche.

Il confronto dei diversi risultati contribuirà a definire uno scenario unico in cui interpretare tutti questi fenomeni di altissima energia portandoci a una maggiore conoscenza del nostro universo in tutte le sue manifestazioni.


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autore

Andrea Chiavassa
Dipartimento

Fisica
Pubblicato il

03 Gennaio 2017

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