L'esplosione spaziale più luminosa di sempre potrebbe nascondere la presenza di una fondamentale particella di materia oscura
L'osservazione di quella esplosione è stata possibile per la presenza di particelle simili ad assioni: ecco le conclusioni di uno studio italiano
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Il nuovo studio potrebbe aprire nuovi scenari nella comprensione della materia oscura
Nell'ottobre 2022, gli scienziati rilevarono la morte esplosiva di una stella che si trova a 2,4 miliardi di anni luce di distanza. Mentre il nucleo della stella collassava in un buco nero, il lampo di raggi gamma emesso dalla stella (un evento denominato GRB 221009A) ha emesso un'energia pari a 18 teraelettronvolt. E' vero che i lampi di raggi gamma rappresentano le esplosioni più luminose che possono avvenire nell'Universo, ma GRB 221009A è stato un fenomeno da record mai visto prima.
Lo studio condotto da una equipe di scienziati italiani
Anche se l'evento osservato tramite il Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) è stato qualcosa di eccezionale, alcuni dati non hanno convinto del tutto una equipe di astrofisici guidata da Giorgio Galanti dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) che si trova nel nostro paese. In base agli attuali modelli a nostra disposizione, non dovremmo essere in grado di avvistare fotoni più potenti di 10 teraelettronvolt. Tenuto conto che la stella esplosa si trova a 2,4 miliardi di anni luce di distanza, i fotoni con energie superiori a 10 teraelettronvolt dovrebbero essere fortemente assorbiti dalle interazioni con altri fotoni molto potenti nella debole luce di fondo extragalattica.
Le conclusioni della ricerca
Secondo gli scienziati, l'osservazione di quella esplosione è stata possibile per la presenza di particelle simili ad assioni, uno dei principali candidati per la misteriosa materia oscura che costituisce la maggior parte della massa nell'Universo. I risultati di questa ricerca sono stati dettagliatamente illustrati nel corso della 58a conferenza Rencontres de Moriond a marzo 2024 ed è ora disponibile sul server di preprint arXiv. Lo studio ha parlato di interazione dei fotoni con particelle simili ad assioni (ALP) in grado di produrre effetti spettrali e di polarizzazione su sorgenti astrofisiche in presenza di campi magnetici esterni.
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I misteri della materia oscura
La materia oscura rimane ancora uno dei più grandi misteri dell'Universo. Una volta presa in considerazione tutta la materia normale (formata da stelle, gas, buchi neri, galassie, etc) rimane troppa gravità presente nell'universo. Il vero mistero è cosa crea quella gravità, anche perchè ne esiste molta di più della materia normale. Fino a circa l'85 percento della massa dell'Universo è materia oscura. Non sappiamo cos'è la materia oscura, ma è molto probabile che gli assioni possano costituire una parte rilevante di essa. Si pensa che queste particelle ipotetiche si comportino un po' come i neutrini, in quanto non interagiscono molto con la materia normale, il che le rende difficili da rilevare. Il fatto che LHAASO abbia rilevato fotoni fino a 18 teraelettronvolt potrebbe rappresentare la testimonianza indiretta della presenza di assioni. Per poter avere ulteriori conferme potrebbero risultare utili nuovi studi sulle stelle di neutroni, anche se si tratta ancora di un percorso lungo e tortuoso prima di arrivare a conoscere la verità.
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