I Raggi Cosmici e l'universo delle alte energie

Abstract

L'esistenza dei raggi cosmici, è stata scoperta all'inizio del ventesimo secolo come una causa extraterrestre di ionizzazione. Dopo due decadi di studi i fisici sono riusciti a stabilire che i raggi cosmici sono formati da particelle cariche relativistiche, con uno spettro che si estende fino ad altissime energie. Questo risultato richiede l'esistenza di sorgenti astrofisiche la cui natura è però rimasta a lungo sconosciuta, perché le traiettorie delle particelle sono deviate dai campi magnetici interstellari. Negli ultimi anni sono stati fatti enormi progressi nell'identificazione di queste sorgenti grazie ad osservazioni che utilizzano raggi gamma e neutrini. Queste particelle (elettricamente neutre, e che dunque viaggiano in linea retta) sono generate come secondarie dalle interazioni dei raggi cosmici nelle sorgenti, e le loro direzioni d'arrivo puntano verso di esse. L'universo delle alte energie si è mostrato molto ricco, con diverse classi di sorgenti (Supernovae, Pulsar, Nuclei Galattici Attivi, Gamma Ray Bursts, ...). Queste sorgenti sono anche spesso associate ad eventi astrofisici dove grandi masse subiscono forti accelerazioni, e dunque emettono onde gravitazionali. Futuri studi che combinano questi quattro messaggeri: raggi cosmici, raggi gamma, neutrini ed onde gravitazionali potranno chiarire molte delle questioni ancora aperte, ed esplorare più profondamente un universo pieno di sorprese.