Gli scienziati rilevano "il massimo".

Jul 03, 2023

Altro Un Nisa

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La recente scoperta della luce ad altissima energia proveniente dal Sole ha lasciato perplessi gli scienziati.

La nuova scoperta si basa su sei anni di dati valutati dai ricercatori della Michigan State University.

Questo tipo di luce, nota come raggi gamma, rilevata dal Sole è molto più luminosa di quanto gli scienziati avessero previsto.

“Il sole è più sorprendente di quanto pensassimo. Pensavamo di aver capito questa stella, ma non è così", ha detto Mehr Un Nisa, coautore dello studio, in un comunicato ufficiale.

Il Sole emette energia in diverse lunghezze d'onda, una delle quali è la luce visibile che trasporta un elettronvolt di energia.

Dagli anni ’90, gli scienziati hanno ipotizzato che i raggi gamma potrebbero essere prodotti dal Sole quando i raggi cosmici ad alta energia provenienti da un buco nero o da una supernova si scontrano con i suoi protoni. Tuttavia, gli scienziati hanno ipotizzato che sarebbe estremamente raro che questi raggi gamma raggiungessero la Terra.

Sorprendentemente, Nisa e i suoi colleghi hanno scoperto i raggi gamma con un’energia insolitamente elevata di un trilione di elettronvolt, o un tera elettronvolt (in breve, 1 TeV).

“Dopo aver esaminato i dati di sei anni, è emerso questo eccesso di raggi gamma. Quando l'abbiamo visto per la prima volta, abbiamo pensato; abbiamo decisamente sbagliato tutto. Il Sole non può essere così luminoso a queste energie”, ha detto Nisa.

Nel 2011, l'arrivo del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA ha portato alla prima osservazione di raggi gamma con un'enorme energia di oltre un miliardo di elettronvolt.

La misurazione di Fermi dei raggi gamma del Sole stimava che l'energia massima fosse di circa 200 miliardi di elettronvolt.

Il nuovo studio mostra che l’energia dei raggi gamma potrebbe superare di gran lunga questa cifra. In effetti, potrebbe estendersi al massimo nella gamma dei TeV – fino a circa 10 TeV.

Tuttavia, gli scienziati sono ancora incerti su come questi raggi gamma acquisiscano un’energia così straordinariamente elevata.

Jordan A. Goodman/Wikimedia Commons

Secondo gli autori, i raggi gamma lasciano “firme rivelatrici” che possono essere viste nell’atmosfera.

Uno specialista dell'Osservatorio Cherenkov sull'acqua ad alta quota, o HAWC, ha identificato questo segnale.

HAWC è diverso dal telescopio convenzionale. Impiega una rete di 300 colossali serbatoi d'acqua, ciascuno dei quali contiene circa 200 tonnellate d'acqua. La rete si trova in Messico, a più di 13.000 piedi sopra il livello del mare, tra due cime vulcaniche dormienti.

“Da questo punto di osservazione è possibile osservare le conseguenze dei raggi gamma che colpiscono l’aria nell’atmosfera. Tali collisioni creano i cosiddetti sciami d’aria, che sono un po’ come esplosioni di particelle impercettibili a occhio nudo”, spiega il comunicato.

Quando le particelle dello sciame raggiungono l'acqua nei serbatoi dell'HAWC, producono la cosiddetta radiazione Cherenkov, che può essere rilevata utilizzando le apparecchiature dell'osservatorio.

“Attualmente, la scoperta crea più domande che risposte. Gli scienziati solari ora si chiederanno come esattamente questi raggi gamma raggiungano energie così elevate e quale ruolo giochino i campi magnetici del sole in questo fenomeno”, hanno concluso.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.

Estratto dello studio:

Riportiamo il primo rilevamento di un flusso di raggi γ TeV dal disco solare (6,3σ), basato su 6,1 anni di dati provenienti dall'osservatorio High Altitude Water Cherenkov (HAWC). Lo spettro 0,5–2,6 TeV è ben adattato da una legge di potenza, dN/dE=A(E/1 TeV)−γ, con A=(1,6±0,3)×10−12 TeV−1 cm−2 s−1 e γ=3,62±0,14. Il flusso mostra una forte indicazione di anticorrelazione con l'attività solare. Questi risultati estendono la brillante e dura emissione GeV dal disco osservata con Fermi-LAT, apparentemente dovuta ai raggi cosmici adronici galattici che si riversano sui nuclei nell’atmosfera solare. Tuttavia, gli attuali modelli teorici non sono in grado di spiegare i dettagli di come i campi magnetici solari modellano queste interazioni. Il rilevamento del TeV di HAWC approfondisce quindi i misteri dell'emissione del disco solare.