raggi cosmici

raggi cosmici

Fasci di particelle elementari e nuclei atomici provenienti dallo spazio, che hanno origine in parte nella Via Lattea, in parte al di fuori di essa. Le energie in gioco coprono un ampio intervallo, che si estende da ≈10⁹ a ≈10²⁰ eV, un valore che supera largamente quello di qualsiasi altra radiazione nota. A causa della loro elevatissima energia, le particelle che entrano nell’atmosfera, dette raggi cosmici primari, interagiscono con i nuclei atomici dei gas atmosferici generando una varietà di altre particelle e fotoni, che costituiscono i raggi cosmici secondari. Lo studio di queste interazioni ha permesso l’individuazione di molte particelle elementari (per es., il positrone). I raggi cosmici furono scoperti all’inizio del Novecento come responsabili della debole ionizzazione dell’aria. Il problema della loro origine non è stato ancora completamente risolto. La maggior parte delle particelle con energie minore di ≈10¹⁹ eV si ritiene generata nella Via Lattea. Al di sotto di ≈10¹⁵ eV, i raggi cosmici sono costituiti soprattutto da nuclei leggeri (protoni ed elio), al di sopra da nuclei più pesanti. Questa soglia energetica rappresenta la transizione da traiettorie confinate a traiettorie che sfuggono dalla Via Lattea ed è spiegata da modelli che considerano i raggi cosmici in propagazione nel campo magnetico galattico con una probabilità di fuga che dipende dal rapporto tra l’energia e la carica elettrica. Tra i possibili candidati a sorgenti di raggi cosmici, il contributo maggiore si ritiene provenga dalle supernovae e dai loro residui. Il ruolo principale sarebbe svolto dalle onde d’urto generate in queste esplosioni, che cederebbero energia alle particelle del gas interstellare attraverso meccanismi simili a quelli nei quali singole particelle cariche e veloci, entrando dentro nuvole di gas interstellare contenenti campi magnetici, acquistano, in media, energia cinetica a spese dell’energia magnetica delle nuvole. Per energie maggiori di ≈10¹⁶ eV, sono richieste sorgenti energetiche più potenti.

→ Astronomia multicanale; Neutrini solari