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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
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Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

augerI raggi cosmici di altissima energia provengono da galassie lontane e non dalla Via Lattea. Il risultato, pubblicato oggi su Science, arriva dall’Osservatorio Pierre Auger situato in Argentina, nella provincia di Mendoza e risponde a interrogativi che gli scienziati si pongono da mezzo secolo. Da dove arrivano i raggi cosmici di altissima energia? Sono prodotti nella nostra galassia o provengono da galassie lontane? “Questa scoperta indica chiaramente un'origine extragalattica di queste particelle” commenta Daniele Martello, Professore presso l’Università del Salento e responsabile nazionale di Auger “ È un primo passo importante a cui ne seguiranno molti altri per giungere a individuare le sorgenti che li hanno emessi”.

L’Osservatorio Pierre Auger è il più grande osservatorio di raggi cosmici mai costruito dall’uomo, è una collaborazione internazionale che conta oltre 400 scienziati provenienti da 18 paesi, ed è stato realizzato con il contributo dell’Infn e in particolare delle sezioni di Catania, Lecce, Napoli, Milano, Roma Tor Vergata, Torino e dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso.

Il risultato

I Raggi Cosmici sono particelle e nuclei atomici di alta energia che, muovendosi quasi alla velocità della luce, colpiscono la Terra da ogni direzione e possiedono energie diverse. L’esperimento ha ottenuto questo importante risultato osservando particelle cosmiche di energia media di 2 Joule. A queste energie, i raggi cosmici non arrivano in maniera uniforme da tutte le direzioni del cielo. La loro frequenza di arrivo, infatti, è di circa il 6% maggiore da un lato del cielo rispetto alla direzione opposta, con l'eccesso che si trova a circa 120 ° dal centro della nostra galassia. Ciò significa che i raggi cosmici di altissima energia provengono con maggior frequenza da una direzione lontana dal centro galattico.

Auger si inserisce in un programma globale di astronomia multimessanger che vede l’Infn impegnato con gli esperimenti Fermi, Cta, Km3net, Dampe,Magic  e Virgo. Con lo sviluppo di nuovi rivelatori e metodi sperimentali l’astronomia multimessenger, impegnata nella rivelazione coordinata di segnali elettromagnetici, raggi cosmici, raggi gamma e neutrini di alta energia, ci consentirà di osservare l’universo nella sua varietà, integrando in un quadro quanto possibile unitario i risultati ottenuti in fisica delle particelle, fisica teorica e astronomia.

L’osservatorio

L’Osservatorio Pierre Auger, alla cui realizzazione l’INFN ha contribuito con le sezioni di Catania, Lecce, Napoli, Milano, Roma Tor Vergata, Torino e i Laboratori Nazionali del Gran sasso, è il più esteso esperimento per lo studio dei raggi cosmici mai costruito. Deve il suo nome al fisico francese Pierre Auger, scopritore degli sciami di raggi cosmici. Collocato in piena Pampa argentina, l’Osservatorio Auger è un sistema ibrido che comprende rivelatori di superficie e telescopi di fluorescenza collocati a ridosso della cordigliera delle Ande a 1400 metri di altezza. I rivelatori di superficie (circa 1600) coprono un’area di 3000 kmq, sono distanziati tra loro di 1,5 km e sono in grado di osservare gli sciami dei raggi cosmici quando colpiscono la superficie terrestre. I telescopi di fluorescenza (in totale 27) osservano la debole luce prodotta dagli sciami mentre si sviluppano nell’atmosfera. Con queste tecniche si può ricavare l’energia e la direzione di provenienza dei raggi cosmici cercando quindi di individuarne le sorgenti. L’Infn ha contribuito alle realizzazione dell’Osservatorio Pierre Auger e partecipa attivamente al suo programma di aggiornamento. Circa il 15 % degli scienziati della collaborazione Auger sono Italiani e la loro partecipazione alle attività di ricerca dell’Osservatorio è possibile grazie al contributo dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, e delle Università di L’Aquila, Catania, Milano, Federico II di Napoli, Roma Tor Vergata, Salento, Torino del Politecnico di Milano e del GSSI.