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I venti dei buchi neri supermassicci potrebbero spiegare uno dei più grandi misteri della fisica

Una nuova ipotesi dell’Università Norvegese NTNU collega la radiazione cosmica ultra-energetica ai “soffi” dei buchi neri più voraci dell’universo

Andrea Tasinato 5 ore fa Commenta! 4
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Nel cuore dell’universo si cela una delle domande più affascinanti della fisica moderna: da dove proviene la radiazione cosmica (cioè venti cosmici) più energetica mai rilevata? Si parla di particelle talmente potenti che, pur essendo minuscole, possiedono l’energia di una pallina da tennis lanciata a 200 km/h.

Contenuti di questo articolo
I falsi “raggi” cosmici e il mistero dell’energia estremaI buchi neri: non solo divoratori, ma anche “soffiatori”Una particella grande quanto… un atomo, ma potentissimoE se i venti cosmici fossero davvero i colpevoli?Conclusione: forse abbiamo un indizio importante
I venti dei buchi neri supermassicci potrebbero spiegare uno dei più grandi misteri della fisica

Finora abbiamo avuto solo ipotesi: esplosioni di raggi gamma, galassie in iperattività o getti di plasma emessi da buchi neri; ma una nuova ricerca dell’Università Norvegese di Scienza e Tecnologia (NTNU) propone una spiegazione completamente diversa e sorprendente: i venti generati dai buchi neri supermassicci attivi potrebbero essere gli acceleratori cosmici responsabili.

I falsi “raggi” cosmici e il mistero dell’energia estrema

Prima di tutto, un chiarimento: i “raggi cosmici” non sono raggi nel senso comune del termine. Si tratta di particelle subatomiche, in gran parte protoni o nuclei atomici, che viaggiano nello spazio a velocità prossime a quella della luce; la maggior parte è innocua, fermata dall’atmosfera terrestre, ma alcune hanno un’energia incredibilmente superiore alla media.

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“Conosciamo l’esistenza di queste particelle ultra-energetiche sin dal 1962, ma non abbiamo ancora capito da dove arrivino o cosa le acceleri a tali livelli”, spiega Foteini Oikonomou, fisica astroparticellare presso la NTNU.

Ed è qui che entra in gioco una nuova ipotesi affascinante.

I buchi neri: non solo divoratori, ma anche “soffiatori”

Al centro della Via Lattea, la nostra galassia, si trova Sagittarius A*, un buco nero supermassiccio oggi relativamente “tranquillo”, ma molti altri buchi neri nell’universo sono in piena attività: risucchiano stelle, gas e polveri a ritmi spaventosi, fino a più volte la massa del Sole ogni anno.

I venti dei buchi neri supermassicci potrebbero spiegare uno dei più grandi misteri della fisica

Durante questo processo, però, una parte della materia non viene inghiottita, ma espulsa sotto forma di venti potentissimi, capaci di raggiungere metà della velocità della luce.

“Abbiamo scoperto questi venti una decina di anni fa. Sappiamo che possono influenzare la formazione delle galassie, ma ora ipotizziamo che possano anche accelerare le particelle a livelli energetici estremi”, afferma Domenik Ehlert, dottorando e autore principale dello studio.

Una particella grande quanto… un atomo, ma potentissimo

Le particelle in questione possono raggiungere 10²⁰ elettronvolt (eV). Per chi non mastica unità di misura subatomiche, basti pensare che una singola particella può contenere la stessa energia cinetica di una pallina da tennis lanciata a 200 km/h, secondo i calcoli di Oikonomou.

Per fare un confronto: al CERN, con il Large Hadron Collider, si riesce ad arrivare a energie un miliardo di volte inferiori.

Fortunatamente, l’atmosfera terrestre protegge noi e i nostri dispositivi da questi “missili subatomici”. Ma per chi si avventura nello spazio, come gli astronauti,il rischio, seppur raro, è reale.

E se i venti cosmici fossero davvero i colpevoli?

Lo studio della NTNU propone un modello che riesce a spiegare meglio la composizione chimica delle particelle ultra-energetiche rilevate entro certe soglie, un elemento che altri modelli faticano a giustificare.

I venti dei buchi neri supermassicci potrebbero spiegare uno dei più grandi misteri della fisica

“I nostri risultati mostrano che le condizioni nei pressi di questi venti sono ideali per l’accelerazione di particelle. Non possiamo ancora dire che siano la causa, ma è una possibilità concreta”, afferma Oikonomou.

Inoltre, il team spera di verificare questa teoria attraverso futuri esperimenti con i neutrini, particelle ancora più elusive ma fondamentali per comprendere le interazioni cosmiche più profonde.

Conclusione: forse abbiamo un indizio importante

Il mondo della fisica è prudente: anche di fronte a un’ipotesi affascinante, il motto resta “non basta che funzioni: va dimostrato”. Tuttavia, questa nuova teoria potrebbe aprire la strada a una comprensione più profonda dell’universo estremo, e persino ispirare nuovi esperimenti nei prossimi anni.

 Norwegian SciTech NewsOxford Academic
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