Grazie al satellite Fermi scoperto l'acceleratore celeste dei raggi cosmici

Grazie al satellite Fermi sono stati identificati gli acceleratori dell'universo. Il LAT ( Large Area Telescope) ha avvistato le tracce dei potenti acceleratori che infondono nelle particelle energia e velocità altissime per poi scagliarle nello spazio profondo fino a farle giungere anche sulla Terra sotto forma di raggi cosmici. Lo studio internazionale frutto di questa particolare scoperta (pubblicato dalla rivista scientifica Science il 15 febbraio) coinvolge numerosi ricercatori italiani dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell'Agenzia Spaziale Italiana attraverso ASI Science Data Center ASDC.
La ricerca parte dall'esame di due supernovae, ovvero quello che accade quanto una stella di grande massa esplode al termine della sua vita, scagliando nello spazio profondo particelle, elementi chimici e onde gravitazionali. Così facendo si produce un'onda d'urto violentissima che, scontrandosi con i densi strati di materia (nubi molecolari) che si trovano nelle vicinanze dell'evento, innesca il meccanismo di accelerazione delle particelle ( i protoni). Un processo previsto in forma semplificata da Enrico Fermi più di 60 anni fa e che genera l'energia dei raggi cosmici. Raggi che raggiungono anche il nostro pianeta.
Oltre a raggiungere un'accelerazione altissima i protoni collidono fra loro dando origine ad una cascata di particelle secondarie. Un meccanismo che fino ad ora era stato soltanto ipotizzato ma mai verificato. Ma ora grazie al Large Area Telescope a bordo di Fermi è arrivata una conferma che arricchisce il primo riscontro rivelato dal satellite dell'ASI AGILE, frutto della collaborazione con INAF e INFN. Che cosa succede quando i protoni si scontrano? Si produce una particella senza carica elettrica chiamata pione neutro che decade immediatamente ,emettendo coppie di fotoni con una distribuzione di energia caratteristica.
Con lo studio dei fotoni provenienti dai resti delle supernovae, i ricercatori di Fermi sono riusciti a trovare una quantità significativa di questi fotoni con la distribuzione in energia tipica del decadimento del pione neutro. É come se avessero indidivuato la firma di collisioni protone-protone ad alta energia e quindi dell'acceleratore celeste.
«E' uno dei risultati più attesi ed importanti degli ultimi venti anni per la astrofisica delle alte energie e per la fisica astroparticellare - afferma Ronaldo Bellazzini coordinatore per l'INFN del gruppo di scienziati italiani di Fermi - Abbiamo ora l'evidenza diretta che la nostra galassia è popolata da una moltitudine di macchine acceleratrici in grado di portare i raggi cosmici ad energie cosi elevate che neppure potremmo immaginare di raggiungere con i nostri acceleratori terrestri. Queste macchine cosmiche sono potenti laboratori per studiare fenomeni altrimenti inaccessibili con gli strumenti che l'uomo può pensare di costruire sulla terra».
Un'ulteriore prova dell'esattezza delle intuizioni del grande fisico italiano Enrico Fermi. Il satellite intitolato allo scienziato e lanciato in orbita l'11 giugno 2008 è il protagonista di una missione della NASA realizzata anche grazie al contributo italiano. Team scientifici italiani hanno costruito parti fondamentali dei rivelatori a bordo del satellite e l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ha coordinato e co-finanziato il contributo nazionale all'esperimento e contribuisce a distribuirne i dati tramite l'ASDC.

In particolare, il cuore del rivelatore di fotoni di altissima energia di Fermi, il LAT ( Large Area Telescope), che è lo strumento grazie al quale è stata possibile questa scoperta, è stato costruito in Italia dagli scienziati dell'INFN.