Coelum Astronomia 211 - 2017 - Page 38

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Coelum Astronomia

Assioni, un altro candidato

L'assione è un'ipotetica particella elementare, ipotizzata negli anni ‘80 per spiegare la non violazione della simmetria CP nell'interazione forte (tale violazione, prevista dalla cromodinamica quantistica, non è mai stata osservata). Si tratta di particelle stabili, di massa molto piccola (circa 10 000 milioni di volte più leggere di un elettrone) e la sua interazione con la materia ordinaria sarebbe estremamente debole, al punto che le tecniche oggi sviluppate per tentare il rilevamente delle WIMP non sarebbero sufficienti per rilevare gli assioni. Considerata l’estrema leggerezza di tale particella, se esistesse e fosse la costituente della materia oscura, essa sarebbe presente in quantità elevatissime. I tentativi sperimentali per rilevarli fanno uso di apparati in grado di generare campi magnetici molto intensi come nell’esperimento ADMX (Axion Dark Matter eXperiment).

Il segnale sperimentale consisterebbe nel rilevamento di un fotone di frequenza radio prodotto dalla conversione dell'assione nel campo magnetico.

Esternamente alla Via Lattea si osservano prevalentemente nuclei galattici attivi (AGN), cioè buchi neri supermassicci al centro di galassie che si stanno accrescendo a spese del materiale stellare circostante. Gli oggetti celesti più lontani non sono facilmente visibili, in quanto più deboli a causa della distanza.

La maggior parte delle rivelazioni riguarda in particolare i blazar: in circa un decimo dei nuclei galattici attivi la materia che cade nel buco nero accende potenti getti collimati che fuoriescono a velocità relativistiche in versi opposti (figura in basso a pagina 33). Se un getto è osservato a un angolo piccolo rispetto alla linea di vista, l’emissione rivelata è amplificata per la teoria della relatività sino a due o tre ordini di grandezza, e domina l’osservazione.

Le collaborazioni MAGIC, HESS e VERITAS si sono consorziate per costruire lo strumento del futuro: due gigantesche matrici di telescopi (figura nella prossima pagina), chiamate Cherenkov Telescope Array (CTA), la cui sensibilità dovrebbe superare di oltre un ordine di grandezza quella dei telescopi attuali. La tecnologia sarà simile a quella utilizzata oggi, replicata su decine di strumenti, con due siti, uno nell’emisfero australe e uno nell’emisfero boreale, a coprire superfici di vari chilometri quadrati. L’industria italiana è coinvolta nell’ottica e nella meccanica di questi strumenti, che dovrebbero cominciare a vedere la luce nel 2018, e l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) ha realizzato per intero una delle famiglie di telescopi presenti.

Sopra. I pallini colorati indicano gli oltre 200 emettitori di raggi gamma di altissima energia (oltre 100 GeV) conosciuti. Lo sfondo colorato indica invece la mappa dei circa 3000 emettitori a energie intermedie (oltre i 100 MeV) rivelati dal telescopio spaziale Fermi-LAT. Gli emettitori nella Via Lattea sono prevalentemente resti di supernova. Fonte: catalogo TEVCAT.

immagine di Centaurus A