INTEGRAL trova la “fonte” dell’antimateria

Un articolo su Nature basato sui dati del satellite ESA
Un nuovo, importante contributo alla comprensione dei segreti della nostra galassia arriva da INTEGRAL, il satellite ESA per l’osservazione dell’Universo nelle alte energie a cui l’Italia partecipa in maniera significativa.

In un articolo pubblicato questa settimana dalla rivista Nature, un gruppo di ricerca internazionale (di cui fa parte il presidente dell’ASI Giovanni Fabrizio Bignami), utilizza i dati raccolti per oltre quattro anni da questo satellite per spiegare dove, nella nostra galassia, si produca l’antimateria. Che proverrebbe da sistemi binari formati da buchi neri e stelle di neutroni.

I ricercatori si sono concentrati su un particolare tipo di raggi gamma (la radiazione a più alta energia presente nell’Universo), quelli a 511 keV: l’emissione in questa regione dello spettro elettromagnetico è considerata dagli astrofisici la “firma” dell’incontro tra materia e antimateria. Viene emessa, cioè, quando elettroni e positroni (gli alter ego degli elettroni sul fronte dell’antimateria, particelle in tutto analoghe ma con carica elettrica positiva, e non negativa come quella dell’elettrone) si incontrano annullandosi a vicenda. Si sa da almeno 30 anni che questa radiazione proviene dal centro della nostra galassia, dove quindi devono trovarsi positroni in grandi quantità. Il problema è da dove arrivino. Qualcuno pensava venissero da stelle in formazione, altri li facevano derivare da esotiche (e tutte da dimostrare) particelle di materia oscura (quella che non emette né riflette radiazione e che sembra costituire la maggior parte dell’Universo).

I dati di INTEGRAL discussi su Nature mostrano due cose decisamente interessanti. Uno, la radiazione a 511 keV, non è simmetrica rispetto al centro della galassia come sembrava: quando la si guarda con maggiore dettaglio (come ha permesso di fare lo spettrometro SPI montato su INTEGRAL) ci si accorge che un lato della Galassia emette più dell’altro, come si vede nell'immagine in alto a sinistra. Due, che questa distribuzione coincide con quella di una particolare classe di oggetti celesti, le low mass X binaries (LMXB), sistemi binari in cui è presente un buco nero o una stella di neutroni. La mappa di questi oggetti ottenuta da un altro strumento di INTEGRAL, il telescopio IBIS, si sovrappone quasi alla perfezione con quella dei raggi gamma a 511 keV.

È abbastanza per concludere che proprio da lì, da quelle binarie, provenga il flusso di positroni che poi va ad annichilarsi nell’incontro con gli elettroni. Questo meccanismo, secondo i calcoli dei ricercatori, potrebbe spiegare una buona metà della radiazione a 511 keV proveniente dal centro della galassia, e quindi il suo contenuto di antimateria. L’altra metà si può spiegare in molti modi (alcune supernovae, o il “super buco nero” SgrA posizionato proprio verso il centro della Galassia), ma, quel che più conta, senza dover tirare in ballo la materia oscura.

Fonte: ASI