Un team di astrofisici guidati dall’Accademia delle scienze cinese ha rivelato una coda di raggi cosmici estesa per almeno 42 anni luce, originata da una pulsar. L’osservazione, effettuata con i telescopi Einstein Probe e Lhaaso, ha permesso di tracciare il viaggio di particelle ad alta energia accelerate da Psr J1740+1000, una pulsar a circa 4600 anni luce dalla Terra. Questo risultato mette in discussione l’ipotesi tradizionale che le particelle si diffondano rapidamente in tutte le direzioni dopo l’accelerazione.
Una nuova prospettiva per le sorgenti di raggi gamma “orfane”
Le particelle ad alta energia, come elettroni, protoni e nuclei di atomi pesanti, si muovono nello spazio interstellare e interagiscono con la materia e i campi magnetici circostanti, producendo radiazione gamma estremamente energetica. In alcuni casi, però, non è possibile identificare un oggetto astronomico che possa spiegare l’origine dell’emissione. Queste sorgenti vengono definite “orfane”, poiché non hanno una controparte visibile. La scoperta di una coda di raggi X estesa per 42 anni luce ha permesso di collegare una sorgente gamma “orfan” alla pulsar da cui i raggi cosmici hanno avuto origine.
Le osservazioni di Einstein Probe e Lhaaso hanno rivelato una corrispondenza spaziale tra la coda di raggi X e la sorgente di raggi gamma ad alta energia. Questa non è una coincidenza, ma indica che le particelle ad alta energia, dopo essere state accelerate, mantengono una direzione privilegiata durante il loro viaggio. La loro distribuzione e le proprietà spettrali sono compatibili con un modello in cui le particelle interagiscono con i campi magnetici e producono radiazione gamma.
Due ipotesi per spiegare il comportamento delle particelle
I ricercatori hanno avanzato due ipotesi per spiegare il mantenimento della direzione privilegiata delle particelle. La prima suggerisce che i campi magnetici interstellari siano sufficientemente ordinati da permettere alle particelle di muoversi lungo la direzione del campo, limitando il loro moto perpendicolare. La seconda ipotesi prevede che un flusso collimato di particelle venga espulso in una direzione, trasportando energia lungo una traiettoria ben definita. Entrambi i modelli indicano che le particelle ad alta energia possono mantenere una traccia del loro percorso per decine di anni luce. Questo risultato ha aperto nuove possibilità per comprendere come i raggi cosmici sfuggano dai loro siti di accelerazione e si propaghino attraverso lo spazio interstellare. La scoperta ha anche sollevato domande su come le particelle possano mantenere una direzione così precisa per una distanza così elevata, un fenomeno che potrebbe rivoluzionare la comprensione della propagazione dei raggi cosmici nello spazio interstellare.
