Chi sei? Da dove vieni? Senza rispondere a nessuna di queste domande, una misteriosa particella è caduta dallo spazio sulla superficie terrestre. I sensori del Telescope Array hanno, infatti, registrato l’arrivo sulla Terra di un raggio cosmico ad altissima energia, il più potente degli ultimi 30 anni, di provenienza sconosciuta e battezzato Amaterasu dal nome di una divinità del Sole della tradizione scintoista giapponese.
Normalmente le particelle hanno energie impercettibili su scala umana. Amaterasu aveva invece l’energia di una palla da tennis lanciata a 100 km/h
La ricerca, guidata da Toshihiro Fujii della Osaka Metropolitan University, in Giappone, ha come protagonisti i raggi cosmici, particelle cariche di energia che viaggiano quasi alla velocità della luce e che colpiscono in modo costante il nostro pianeta. I raggi cosmici hanno origini extraterrestri – galattiche o extragalattiche – e quelli ad altissima energia (Utra-High Energy) possono raggiungere valori milioni di volte superiori a quelli raggiunti dall’Lhc del Cern di Ginevra, il più potente acceleratore di particelle esistente.
Sembrava un errore
I raggi cosmici ad altissima energia sono eccezionalmente rari e per rilevarli occorrono strumenti estesi su grandi “aree di raccolta”. Il gruppo di Toshihiro Fujii ha utilizzato il Telescope Array, un rivelatore composto da 507 stazioni su un’area di 700 chilometri quadrati nel deserto dello Utah, negli Stati Uniti. E il 27 maggio 2021 ha rilevato una particella con un’energia davvero mozzafiato: 244 EeV, pari a quella di una pallina da tennis sparata a 100 km/h. «Quando ho visto per la prima volta i dati», racconta Fujii, «ho pensato che ci fosse un errore, poiché la particella mostrava un livello di energia mai registrato negli ultimi tre decenni».
Eventi di questo tipo sono infatti rarissimi. Il raggio cosmico più energetico mai osservato, con un’energia di 320 EeV, risale al 1991 ed è stato chiamato Oh-My-God (“Oh mio Dio”). La sua origine resta un mistero. Altrettanto misteriosa è Amaterasu: a causa della sua velocità così estrema, si ritiene che la sua traiettoria risenta molto poco delle deviazioni indotte dai campi magnetici che attraversa, come quello terrestre. Nella direzione da cui proviene, però, non si riesce a trovare nessuna stella o galassia che possa aver generato questa particella. Anzi, Amaterasu sembrava provenire da una zona vuota. I dati raccolti suggerirebbero tre possibili soluzioni: una deviazione magnetica molto più ampia di quella prevista dai modelli galattici; l’esistenza di una sorgente non identificata nel vicino spazio extragalattico; o, infine, una comprensione ancora incompleta della fisica delle particelle ad alta energia.
«Continueremo a cercare con il Telescope Array», conclude Fujii. «Nel frattempo, inizieremo un’indagine più dettagliata sulla sorgente di questa particella, grazie all’aggiornamento dello strumento TAx4, dotato di una sensibilità quadrupla, e ai rilevatori di nuova generazione». Chissà che prima o poi Amaterasu, come narra la leggenda, non esca dalla caverna per illuminare la strada verso la comprensione delle origini dei raggi cosmici.
Chiara Badia, Media Inaf
(Testo adattato. Licenza per il riutilizzo: CC BY-NC-SA 4.0 DEED)
