Un articolo pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrive una ricerca che ha rivelato una sorpresa nell’origine delle radiazioni elettromagnetiche provenienti dalla nebulosa del Granchio che può influenzare le ricerche sui raggi cosmici. Federico Fraschetti dell’Università dell’Arizona, negli USA, e Martin Pohl dell’Università di Potsdam, in Germania, ritengono che il modello creato da Enrico Fermi nel 1949 vada parzialmente rivisto perché quelle radiazioni vengono prodotte in un modo diverso da quello che pensavano.
La nebulosa del Granchio costituisce ciò che rimane dopo la supernova avvistata sulla Terra e registrata nel 1054 ed è distante dalla Terra circa 6.500 anni luce. Al suo centro c’è la pulsar del Granchio, conosciuta anche con le sigle PSR B0531+21 o PSR J0534+2200, che ha una massa che è circa una volta e mezzo quella del Sole concentrata in un volume del diametro di circa 10 chilometri.
Gli studi della nebulosa del Granchio sono diventati sempre più sofisticati da quando è stata scoperta, indipendentemente nel 1731 da parte dell’astronomo inglese John Bevis e nel 1758 da quello francese Charles Messier. Nel maggio 2017 un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” ha descritto una ricerca in cui quei resti di supernova sono stati fotografati da ben cinque telescopi.
La possibilità di combinare le osservazioni di diversi telescopi effettuate in diverse parti dello spettro elettromagnetico permette di avere una visione più completa dei processi in atto all’interno della nebulosa del Granchio, che emette radiazioni nell’intero spettro. Quelle radiazioni provengono da raggi cosmici, nello specifico elettroni a elevatissima energia e gli astrofisici possono creare modelli dettagliati per riprodurle.
Secondo il modello di Enrico Fermi, una volta che gli elettroni raggiungono un confine dell’onda d’urto causata dalla supernova, rimbalzano avanti e indietro molte volte a causa della turbolenza magnetica guadagnando energia. Questo modello non include ciò che succede quando le particelle raggiungono il loro picco di energia.
Federico Fraschetti ha spiegato che solo quando viene incluso un diverso processo di accelerazione in cui il numero di particelle a energia più elevata cala più rapidamente di quelle a bassa energia è possibile spiegare le radiazioni viste nell’intero spettro elettromagnetico.
In sostanza, l’onda d’urto rappresenta l’origine dell’accelerazione delle particelle ma ci devono essere altri meccanismi che generano tutte quelle radiazioni elettromagnetiche. Processi simili avvengono in seguito a esplosioni di plasma sulla superficie del Sole con la creazione di onde d’urto e particelle cariche che vengono proiettate nello spazio.
L’origine dei raggi cosmici è un argomento di ricerca complesso e questa ricerca conferma che ci sono ancora molte domande a cui rispondere. A oltre un secolo dalla loro scoperta, i nuovi indizi raccolti forse indicheranno con maggior precisione dove indagare per capire i processi che li generano.
