METTE IN CRISI I MODELLI SULLA LUCE DIFFUSA

Un blazar guastafeste

Scoperta da Fermi e studiata con Hubble, una lontanissima sorgente di raggi gamma mostra caratteristiche apparentemente inspiegabili, almeno alla luce delle conoscenze attuali sui meccanismi d’emissione e di assorbimento delle alte energie.

pks1424-redshift-400I blazar sono fra le sorgenti di raggi gamma ad alta energia più luminose, questo lo si sapeva. Ma quello individuato dal telescopio spaziale Fermi supera ogni aspettativa. Al punto da mettere in crisi gli attuali modelli sulla luce di fondo extragalattica (EBL, extragalactic background light): quella radiazione diffusa che riempie l’universo, debole ma pervasiva, proveniente da stelle e galassie.

Il nome in codice del protagonista è PKS 1424+240: un blazar (dunque, una galassia che ospita un buco nero supermassiccio estremamente attivo) il cui profilo, tracciato dallo spettrografo Cosmic Origins a bordo di Hubble e dallo strumento terrestre VERITAS, dice che si trova a 7,4 miliardi di anni luce da noi e mostra uno spettro alquanto inusuale. «È una sorgente straordinariamente luminosa, ma non mostra le caratteristiche di emissione tipiche dei blazar più energetici», dice Amy Furniss, studentessa del Santa Cruz Institute for Particle Physics, prima autrice della ricerca in corso di pubblicazione su Astrophysical Journal Letters.

Ciò che non torna è come sia possibile che i raggi gamma provenienti da una sorgente ad alta energia così distante possano aver dribblato pressoché indenni la radiazione di fondo extragalattica, che in questo caso dovrebbe assorbirli. Quando un raggio gamma, dunque un fotone ad alta energia, entra in collisione con uno dei fotoni a energia più bassa del fondo extragalattico, i due si annichiliscono, dando origine a una coppia formata da un elettrone e un positrone: un tipico processo di creazione della materia. Più è lungo il tragitto del raggio gamma, dunque, è più diventano alte le possibilità che, incontrando un altro fotone, venga assorbito in questo processo. Questo pone un limite alla distanza massima alla quale una sorgente di raggi gamma altamente energetici può essere osservata. Ebbene, è proprio questo limite che il nuovo blazar sta mettendo a dura prova.

«Poter disporre d’una sorgente così distante ci permetterà di valutare meglio a quanto ammonta l’assorbimento da parte del fondo, e di mettere alla prova i modelli cosmologici sulla luce di fondo extragalattica», spiega uno dei coautori dell’articolo, David Williams, di UC Santa Cruz.

Certo, la soluzione dell’enigma potrebbe stare nell’ammontare della luce di fondo extragalattica, molto difficile da quantificare a causa delle tante sorgenti luminose presenti nella nostra galassia. Ma anche adottando i valori di EBL più bassi disponibili in base ai modelli attuali, lo spettro di PKS 1424+240 continua a non adattarsi a quelli previsti per i blazar. «Può essere che accada qualcosa, nel meccanismo d’emissione dei blazar, che proprio non comprendiamo», ammette Williams. «Certo, spiegazioni più esotiche non mancano, ma questa è una fase forse ancora prematura per azzardare speculazioni».

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