Spazio
Più di un decennio di dati sulle particelle che sfrecciano intorno al nostro sole potrebbero essere utilizzati per risolvere molti misteri, dal comportamento delle singole particelle alla storia del nostro sistema solare, sollevando al contempo nuove domande.
Il rilevatore di particelle AMS sulla Stazione Spaziale Internazionale NASA
Un’indagine durata 11 anni sulle particelle e antiparticelle vicino al nostro sole sta svelando la storia del nostro sistema solare e sollevando nuovi misteri sulle particelle stesse. “È come quando entri in una stanza buia e vedi molte, molte cose nuove”, dice Samuel Ting del Massachusetts Institute of Technology.
Lo spazio è pieno di particelle energetiche, che viaggiano in raffiche chiamate raggi cosmici. Quando un raggio cosmico entra nel rilevatore Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), i campi magnetici separano le sue particelle in base alla loro carica elettrica, e poi il rilevatore misura le loro masse ed energie. Questa separazione è cruciale perché aiuta a identificare le differenze nel comportamento di una particella e della sua antiparticella, che è identica tranne che per una carica opposta, dice Ting.
Lui e i suoi colleghi della collaborazione AMS hanno analizzato più di 11 anni di dati AMS e hanno scoperto, sorprendentemente, che non sappiamo tanto sul comportamento delle particelle quanto pensavamo. Ad esempio, l’indagine ha rivelato tendenze nel numero di particelle nel tempo e nei modi in cui diversi tipi di particelle interagivano tra loro. Ci sono più di 600 modelli teorici che potrebbero spiegare ciascuna di queste tendenze, ma nessuno spiega contemporaneamente entrambi i risultati, dice Ting.
E i risultati dell’indagine potrebbero essere importanti per più delle singole particelle. I ricercatori catturano raggi cosmici con diversi rilevatori da più di un secolo perché le loro proprietà mutevoli potrebbero servire come registri della storia del sistema solare, dice Jamie Rankin dell’Università di Princeton. Ma non avevamo mai avuto una comprensione così dettagliata di come il ciclo solare influenzi i raggi, dice.
Questo perché 11 anni è la durata di un ciclo solare, quindi raccogliere dati per tutto quel periodo cattura tutte le variazioni ripetitive nel campo magnetico del sole, che cambiano il comportamento dei raggi cosmici. Un’indagine così dettagliata potrebbe diventare una chiave che sblocca un modo per utilizzare i raggi cosmici per “l’archeologia del sistema solare”, dice.
Ma da dove provengono i raggi cosmici è ancora un mistero, dice Gavin Rowell dell’Università di Adelaide in Australia. “Le particelle che AMS misura provengono essenzialmente da fuori del sistema solare”, dice. La quantità di dettagli presente nella nuova analisi, inclusi i comportamenti dei diversi nuclei di particelle all’interno dei raggi cosmici, potrebbe aiutare i ricercatori a focalizzarsi su una teoria più definitiva dell’origine dei raggi cosmici.
E ci sono altre domande cosmiche senza risposta. “Non vediamo antimateria nel nostro mondo, quindi il fatto che l’AMS possa osservare antiprotoni, per me, è un grande mistero”, dice Ian Low della Northwestern University in Illinois. L’origine di quelle antiparticelle potrebbe essere collegata alla misteriosa materia oscura o andare oltre la nostra attuale migliore comprensione del cosmo, dice.
Ting e i suoi colleghi stanno ora lavorando per aggiornare il rilevatore AMS per essere in grado di rilevare ancora più particelle, e stanno coordinandosi con gli astronauti che aiuteranno a installarlo.