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Un segnale ‘misterioso’ dal Sole: evidenza di materia scura?

Alcuni scienziati dell’Università di Leicester hanno rilevato un segnale curioso nella banda dei raggi-X che potrebbe essere associato alla misteriosa materia scura. Secondo i ricercatori, si tratterrebbe, è l’obbligo il condizionale, di un segnale dovuto agli assioni, ipotetiche particelle elementari proposte, tra l’altro, per spiegare la materia scura. In uno studio in corso di pubblicazione proprio oggi 20 ottobre 2014 sulla prestigiosa rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), gli scienziati descrivono la loro scoperta in termini di un segnale che non sembra avere una spiegazione convenzionale.

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Illustrazione, non in scala, che mostra il flusso delle ipotetiche particelle assioni (in blu) uscenti dalla superficie del Sole e che si trasformano in raggi-X (in arancione) nel campo magnetico terrestre (in rosso). I raggi-X vengono poi rivelati dal satellite XMM-Newton. Credit: University of Leicester

Gli assioni stati proposti inizialmente nel 1977 per affrontare alcune questioni della cromodinamica quantistica, una teoria quantistica di campo che descrive l’interazione tra quark e di conseguenza quella fra nucleoni. Fino ad oggi, non abbiamo evidenze sperimentali dell’esistenza di assioni, ma se esistono il Sole dovrebbe produrli allo stesso modo in cui produce i neutrini. Secondo la teoria, gli assioni sarebbero particelle senza carica elettrica, con una massa molto piccola e non avrebbero una forte interazione con la radiazione. Queste proprietà le rendono buone candidate per spiegare la materia scura fredda. A differenza di altri candidati, gli assioni interagiscono leggermente con la luce e il campo elettromagnetico. Quindi, potremmo essere in grado di rivelarli a seguito della loro interazione con il campo magnetico terrestre. “Abbiamo scoperto un segnale ‘stagionale’ nell’emissione di fondo dei raggi-X che non ha una spiegazione convenzionale, ma sembra essere coerente con quello dovuto a ipotetiche particelle che chiamiamo assioni“, spiega Andy Read del Dipartimento di Fisica e Astronomia, ora a capo del gruppo di ricerca dopo la scomparsa del professor George Fraser avvenuta lo scorso mese di Marzo. Questi risultati sono stati ottenuti analizzando quasi l’intero archivio dati del satellite XMM-Newton dell’ESA, che celebrerà il suo 15° anno di missione nello spazio il prossimo mese di Dicembre. Studi precedenti sull’esistenza degli assioni, in particolare quelli condotti al CERN e con satelliti in orbita attorno alla Terra, non hanno dato finora un esito positivo. “Sembra plausibile che gli assioni siano prodotti nel nucleo del Sole e poi si trasformano in raggi-X quando raggiungono il campo magnetico terrestre“, come ha già spiegato il professor Fraser. Dunque, il segnale sarà più forte quando si osserva nella direzione del Sole dove il campo magnetico risulta maggiore. Questi risultati potrebbero essere potenzialmente innovativi e avere enormi implicazioni non solo per avere ulteriori indizi sull’emissione di fondo osservabile nella banda dei raggi-X (X-ray background) ma anche per comprendere la natura stessa della materia scura. “Si tratta di un risultato sorprendente che, se confermato, potrebbe essere considerato come la ‘prima diretta rivelazione’ delle sfuggenti particelle di materia scura, determinando tutta una serie di conseguenze sugli attuali modelli cosmologici“, ha dichiarato Martin Barstow, presidente della Royal Astronomical Society professor , e professore di Astrofisica e Scienze Spaziali presso l’Università di Leicester. Naturalmente prima di poter dire che stiamo avendo a che fare con le particelle assioni, dobbiamo cercare altre possibili spiegazioni. Ad esempio, le variazioni stagionali potrebbero essere una causa di interazioni peculiari e complesse tra il vento solare e il campo magnetico terrestre. In tal senso, gli assioni potrebbero essere dei buoni candidati, ma non gli unici. Le cose potrebbero diventare interessanti attraverso uno studio più dettagliato delle variazioni stagionali del fondo di raggi-X. Se i raggi-X sono prodotti dagli assioni, essi devono avere uno spettro caratteristico. Insomma, come molte altre scoperte sembra di essere sulla buona strada che ci porterà, si spera un giorno, alla scoperta di chiare evidenze sperimentali a favore dell’esistenza di queste ipotetiche particelle.

University of Leicester: Inexplicable signal from the unseen universe provides tantalising clue about one of astronomy's greatest secrets – Dark Matter
arXiv: Potential solar axion signatures in X-ray observations with the XMM-Newton observatory