Qualcosa è fondamentalmente sbagliato nel centro della nostra galassia.
Per decenni, gli astronomi hanno osservato il nucleo galattico brillare di raggi gamma. Questa luce proviene dai positroni, antimateria gemelli degli elettroni, che si scontrano con la materia ordinaria e svaniscono. Il problema? Non abbiamo idea da dove provengano tutti questi positroni. Fonti conosciute come i buchi neri e le stelle di neutroni non ne producono abbastanza.
Ora, due fisici dicono che avrebbero potuto trovare la risposta, ed è molto peggio.
Thomas Siegert e Hiroki Yoneda riferiscono di aver rilevato la firma dell’annichilazione dell’antimateria fuori dalla Via Lattea. Nello specifico, nelle nubi di gas che si allontanano dal nostro disco galattico.
“Questa sarebbe la prima rilevazione di annichilazione di positroni extragalagici”, ha detto Siegert. “Ciò di per sé significherebbe che il contenuto di positroni della Via Lattea è molto più grande di quello attualmente osservato al suo interno.”
Perché non riusciamo a spiegare la produzione di positroni nella Via Lattea?
Il segnale in questione è la linea dei raggi gamma da 511 kiloelettronvolt. È l’impronta digitale di un positrone che incontra un elettrone. Si annientano. Boom. Raggi gamma.
Gli astronomi hanno mappato questo attraverso il cielo per vent’anni utilizzando il telescopio INTEGRAL dell’Agenzia spaziale europea. La missione si è conclusa nel 2025, lasciando un enorme set di dati. Siegert e Yoneda hanno analizzato tutto. Hanno diviso i dati in blocchi di tre anni, poi di sei, poi di nove. Hanno cercato errori strumentali. Rumore di fondo. Glitch.
Il segnale è rimasto. È diventato più forte con il tempo.
Allora dove hanno guardato?
Due regioni specifiche hanno attirato la loro attenzione:
* Complesso C: Un’enorme nube di idrogeno che cade verso la Via Lattea.
* La Corrente di Magellano: Un nastro di gas che segue le orbite della Grande e della Piccola Nube di Magellano.
Nessuno di questi posti dovrebbe avere positroni. Sono lontani dalle fonti energetiche che li creano. Ciò implica che i positroni abbiano viaggiato lì. Sono fuggiti dalla Via Lattea.
Ecco il bello: i positroni devono essere lenti per annientarsi in modo efficiente. Quelli ad alta energia volano via. Per potersi annientare in lontane nubi di gas, devono essere fuggiti dalla nostra galassia ad alta velocità, aver rallentato nel mezzo intergalattico e poi essersi scontrati.
Quel meccanismo di fuga era del tutto inaspettato.
Quanta antimateria produce effettivamente la Galassia?
Se i positroni fuoriescono prima di annichilarsi all’interno del disco, abbiamo sottostimato la produzione totale.
Significativamente.
Siegert e Yoneda calcolano che la Via Lattea emette circa 100 tredecillioni (ovvero un 14 seguito da 14 zeri) positroni ogni secondo. Si tratta di un valore due o tre volte superiore rispetto alle stime precedenti.
“Stiamo esaurendo gli oggetti astrofisici convenzionali per spiegarli”, ha osservato Siegert.
Buchi neri. Decadimento radioattivo nelle stelle. Stelle di neutroni. Nessuno di questi si somma al nuovo numero. Il divario si sta ampliando.
E’ possibile che i dati siano errati? Forse.
Il segnale più forte ha raggiunto una confidenza statistica di 4 sigma. Ciò significa che c’è circa una possibilità su 15.00 che si tratti di un colpo di fortuna. La fisica richiede 5 sigma per una scoperta confermata. È allettante, non definitivo. Ma gli autori sono fiduciosi. Vedono segni reali di annientamento oltre il nostro vicinato galattico.
La materia oscura potrebbe essere la fonte dell’antimateria?
Allora cosa produce questo eccesso?
L’astrofisica convenzionale è in difficoltà. I numeri sono troppo alti. Le fonti non corrispondono.
Siegert suggerisce che forse dovremmo cercare altrove. Non alle stelle, ma all’impalcatura invisibile dell’universo.
“Particelle di materia oscura leggera”, ha proposto.
Se le particelle di materia oscura si annichilassero o decadessero, potrebbero produrre positroni. Se la nuova stima della produzione fosse corretta, potrebbe essere necessario modificare i modelli standard della materia oscura. Oppure sostituito interamente.
La NASA prevede di lanciare il Compton Spectrometer and Imager, o COSI, nel 2027. Questo telescopio avrà una sensibilità migliore rispetto a INTEGRAL. Può confermare o smentire questi “indizi allettanti”.
Fino ad allora, ci ritroveremo con una galassia più ricca di antimateria di quanto pensassimo. Perdita di particelle nel vuoto.
Dove pensi che si nascondano gli altri?
