Un’energia milioni di volte superiore a quella prodotta sulla Terra potrebbe danneggiare satelliti e missioni spaziali future.
Ogni istante, la Terra viene colpita da una pioggia di particelle subatomiche provenienti dalle profondità dello spazio. Sono i raggi cosmici, corpuscoli lanciati a velocità prossime a quella della luce. Talvolta seguono traiettorie lineari, mentre in altri casi si disperdono in modo caotico, rivelandosi ai sensori terrestri come una cascata disordinata. Nonostante la loro invisibilità, il loro impatto è tutt’altro che trascurabile: la loro energia è milioni di volte superiore rispetto a quella delle particelle accelerate artificialmente sulla Terra. Comprenderli è cruciale, soprattutto per le tecnologie satellitari e le comunicazioni spaziali.
Alla ricerca dell’origine
Secondo gli astrofisici, solo eventi cosmici estremamente violenti sarebbero in grado di generare particelle con un’energia così elevata. Esplosioni di supernovae, la rotazione frenetica di stelle di neutroni o l’attività caotica intorno ai buchi neri: tutti questi fenomeni possono dare origine a getti relativistici, imponenti flussi di materia che si sprigionano dai dischi di accrescimento di questi oggetti celesti. Ma come riescono le particelle a raggiungere velocità tanto estreme? Finora si pensava che l’onda d’urto generata dalle esplosioni accelerasse le particelle. Una teoria ora affiancata da una nuova e affascinante ipotesi.
Turbolenze magnetiche nello spazio profondo
Un recente studio, guidato dall’astrofisico Luca Comisso della Columbia University, propone un altro meccanismo: la torsione dei campi magnetici. Un esempio accessibile? Il comportamento del Sole. Durante il 2024, le tempeste solari hanno raggiunto picchi intensi, dando vita ad aurore spettacolari in molte regioni del mondo. Questo è accaduto per via della fine del 24esimo ciclo solare, quando i poli magnetici della nostra stella si invertono, causando un intreccio caotico delle linee di campo. Quando queste linee si riorganizzano, liberano enormi quantità di energia, producendo brillamenti e lanciando particelle cariche verso la Terra. Ora, immaginate lo stesso processo, ma amplificato milioni di volte: è ciò che accade nei pressi di supernovae o buchi neri, secondo quanto descritto da Comisso nell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Un’energia fuori scala
La differenza tra le particelle solari e i raggi cosmici è abissale. Le prime vengono misurate in kiloelettronvolt, mentre i raggi cosmici raggiungono energie nell’ordine dei teraelettronvolt. Per rendere l’idea, il divario è paragonabile a quello tra un chicco di riso e il più grande aereo passeggeri mai costruito. Lo studio, basato su simulazioni cinetiche avanzate, mostra come le interazioni magnetiche nei pressi di oggetti astrofisici estremi possano spiegare questo straordinario livello energetico. Capire la dinamica dei raggi cosmici non è solo una sfida scientifica: è anche una necessità pratica. Queste particelle, infatti, possono danneggiare strumentazioni satellitari e compromettere i sistemi di bordo dei veicoli spaziali. Il mistero dei raggi cosmici, dunque, riguarda anche la sicurezza del nostro futuro nello spazio.