prospettive Astri & particelle I dolori del giovane universo U di Roberto Battiston Professore ordinario di fisica generale all’Università di Perugia n messaggio nella bottiglia ci mette tempo ad arrivare: anche 13 miliardi di anni. Il 23 aprile scorso, alle 9.55 ora di Greenwich, il satellite NASA Swift ha rilevato con i suoi sensori nell’infrarosso l’esplosione gamma più distante mai osservata, avvenuta più di 13 miliardi di anni fa: GRB 090423. Solo 20 minuti dopo un gruppo di astronomi delle Hawaii riusciva a fotografare da terra un punto di luce rossastro con uno spostamento doppler z pari a 8,2, tale cioè da comprimere di 9,2 volte lo spettro di frequenza della luce emessa. Se si trattasse di suoni, si tratterebbe di uno spostamento dai toni alti di un soprano leggero ai toni di un basso. ratterizzato l’universo durante il primo miliardo di anni di vita, riempiendolo di materia ionizzata che si ricondensava per formare nuove stelle, che a loro volta esplodevano. A ogni generazione la quantità di elementi pesanti (metallicità) presente nell’universo aumentava; fino a giungere, molto tempo dopo, alle stelle più recenti, come il nostro Sole, e in generale a quell’abbondanza di elementi pesanti che caratterizza il sistema solare. Swift ha probabilmente rivelato una tra i miliardi di supernove della proto-evoluzione stellare: una fase senza la quale non sarebbe possibile l’esistenza della vita basata sul carbonio, la stessa che oggi osserva quell’evento lontano. Spectrum/NASA E/PO/Sonoma State University/Aurore Simonnet Troppi positroni a spasso per il cosmo un rondone a caccia di lampi. Lanciato il 20 novembre 2004, l’osservatorio Swift è dotato di tre strumenti per lo studio dei lampi di raggi gamma (gamma-ray burst, GRB) a diverse lunghezze d’onda, sviluppati da una collaborazione internazionale tra Stati Uniti, Regno Unito e Italia. Battezzato con il nome inglese del rondone per sottolineare l’agilità con cui può spostarsi verso il punto di origine di un lampo, finora Swift ha individuato oltre 400 GRB. www.lescienze.it Come era fatto l’universo 700 milioni di anni dopo il big bang? Nei primi minuti, dai nuclei di idrogeno (i protoni) furono prodotti solo isotopi dei quattro elementi più leggeri: idrogeno, elio, litio e berillio. Per gli elementi più pesanti sono necessari processi nucleari che possono avvenire solo nel nucleo di una stella. La formazione delle prime stelle, composte solo di elementi leggeri, è stata un processo molto più lento, avvenuto solo 400500 milioni di anni più tardi, e di cui sappiamo abbastanza poco. Probabilmente queste stelle erano molto grandi, centinaia di volte la massa del Sole, con una vita media molto breve, dell’ordine di un milione di anni; dopo di che esplodevano come supernove, distribuendo nel cosmo gli elementi più pesanti prodotti al loro interno. Questa serie di colossali fuochi d’artificio ha ca- Questa volta tocca alle particelle di alta energia darci una notizia eccitante. Si tratta di misure fatte da strumenti spaziali realizzati da gruppi ricercatori italiani dell’INFN con il supporto dell’ASI. La prima misura è stata pubblicata su «Nature» dalla collaborazione PAMELA, uno spettrometro magnetico italo-russo in grado di identificare i raggi cosmici carichi fino a energie di centinaia di GeV. Studiando la dipendenza dall’energia della frazione di positroni su elettroni, PAMELA ha osservato come i positroni raddoppino tra i 10 e gli 80 GeV. Questo implica una sorgente di positroni in più rispetto a quelle previste dai modelli convenzionali, come per esempio una o più pulsar in grado di accelerare elettroni e positroni fino ad energie di migliaia di GeV. Ma potrebbe essere anche un segnale di materia oscura (si veda l’intervista a Piergiorgio Picozza sul numer di maggio), dovuto all’annichilazione di particelle stabili debolmente interagenti, con massa centinaia di volte la massa del protone: come il neutralino, la più leggera delle particelle previste dal modello supersimmetrico. Il satellite FERMI della NASA, da un anno in orbita e realizzato in gran parte dall’industria italiana in collaborazione con INFN, ASI e INAF, sembra confermare l’effetto visto da Pamela. FERMI può identificare, senza separarli, elettroni e positroni. Lo spettro energetico misurato fino a quasi 800 GeV e appena descritto su «Physical Review Letters» mostra un marcato eccesso che si estende fino a circa 400 GeV. Ulteriori dati raccolti da terra dal rivelatore a specchi Cerenkov HESS estendono questa misura fino sopra il TeV, dove questo eccesso sparisce. Materia oscura o pulsar? Questo è il problema. LE SCIENZE 27