Era dai primi anni ’70 che gli scienziati facevano ipotesi sull’origine dei lampi energetici provocati dall‘annichilazione di positroni osservati soprattutto al centro della galassia, ora un team di astrofisici internazionali coordinati dall’Università Nazionale Australiana ha pubblicato su Nature uno studio sull’origine di questa antimateria galattica.
Antimateria galattica: di cosa stiamo parlando
L’antimateria come la parola suggerisce è il contrario della materia, si tratta di particelle identiche a quelle della materia normale ma con carica opposta, dunque un atomo di antimateria è circondato da una nuvola di particelle identiche agli elettroni ma con carica opposta, dette positroni (cioè elettroni con carica positiva).
Non entrerò in disquisizioni cosmologiche che coinvolgerebbero il Big Bang e la nascita dell’universo sul perchè l’antimateria sia molto meno dalla materia normale, basterà dire che è una circostanza di cui dobbiamo essere lieti perchè quando una particella di materia entra in contatto con una equivalente di antimateria le due si trasformano interamente in energia in un processo noto come annichilazione. Per dare un’idea dell’ordine di grandezza basterà dire che nel processo di fusione nucleare dell’idrogeno meno dell’1% della massa si trasforma in energia (secondo la famosa formula E=mc2 quindi ecco perchè dalla trasformazione di poca massa (m) si ricava tanta energia, va moltiplicata per il quadrato della velocità della luce), l’annichilimento di un grammo di materia e uno di antimateria rilascerebbe due volte l’energia della bomba sganciata su Hiroshima.
Da circa una quarantina d’anni astronomi e astrofisici osservano che dappertutto nella nostra galassia, la Via Lattea, vengono emessi lampi di raggi gamma del tipo provocato dall’annichilazione di positroni, al ritmo di 1043 per secondo. Le ipotesi che si erano fatte tiravano in ballo i candidati più astrusi per spiegare da dove venissero tutti questi positroni, dall’immancabile materia oscura (quando non ti spieghi qualcosa dai colpa (o credito) alla materia oscura che tanto nessuno sa di preciso cos’è) al buco nero supermassivo posto al centro della galassia, visto che stranamente la stragrande maggioranza dei lampi si registrano vicino al centro galattico anche se contiene meno della metà della massa totale della Via Lattea.
La teoria formulata nel nuovo studio lascia da parte materia oscura e buchi neri e dà una spiegazione che giustifica l’abbondanza di formazione di antimateria nella parte centrale della galassia.
Antimateria galattica: la spiegazione del mistero della sua origine
La continua formazione di positroni nella nostra galassia avrebbe origine dalle supernove, ma non da tutte le supernove e tanto meno dalle potentissime supernove superluminose di cui ho scritto in precedenza, si tratta al contrario di un tipo di supernove relativamente fioche, conosciute come SN 1991bg-like, cioè simili (like) a SN 1991bg che è la designazione del primo oggetto del genere mai osservato. Questo tipo di supernova è generata dalla collisione di due nane bianche (la nana bianca è il penultimo stadio della vita di stelle non molto grandi, come il nostro Sole, nella foto dell’articolo un sistema binario di due nane bianche destinate a fondersi) e per essere ancora più precisi dalla collisione di una nana bianca ricca di ossigeno e carbonio e una ricca di elio. Questo tipo di supernove non è molto comune ma generano una grande quantità di titanio-44, un isotopo radioattivo, molto più di quanto non facciano le supernove standard, e il titanio-44 emette proprio il genere di positroni che danno origine a quei lampi gamma osservati.
Secondo Roland Crocker autore principale dello studio questa fonte è sufficiente a spiegare la quantità di lampi osservata. In quanto alla localizzazione vicino al centro della galassia è anch’essa in accordo con la teoria perchè lì c’è più densità di vecchie stelle e ovviamente (vista la spiegazione che ho dato sopra) le nane bianche sono stelle molto vecchie.
Fonte immagine: NASA/Tod Strohmayer (GSFC)/Dana Berry (Chandra X-Ray Observatory)
Roberto Todini