Prospettive per nuovi orizzonti nell'astrofisica

Abstract

L'astrofisica ha avuto sviluppi straordinari negli ultimi 80 anni grazie all'avvento di nuove bande osservative nella radiazione elettromagnetica; dai radiotelescopi e telescopi all'infrarosso sulla superficie della Terra, ai telescopi per raggi ultravioletti, raggi-X e raggi-gamma trasportati fuori dall'atmosfera terrestre da satelliti. Buona parte, se non la totalità, della radiazione rilevata dai tradizionali telescopi ottici e da questi nuovi strumenti viene emessa da processi che coinvolgono elettroni. Tuttavia, l'Universo è elettricamente neutro e altrettanti protoni sono presenti. I protoni, essendo più massivi degli elettroni, emettono meno radiazione elettromagnetica. Sinora, l'astrofisica he ricevuto poche informazioni sui processi di alta energia che coinvolgono protoni, nuclei e particelle instabili che, come protoni e neutroni, sono composte da quark. Complessivamente, le particelle con struttura a quark sono chiamate adroni. Gli ultimi anni hanno visto la nascita di due nuove tecniche osservative dell'Universo: i telescopi per neutrini e i rivelatori di onde gravitazionali. I neutrini possono essere prodotti solo da processi che coinvolgono adroni. Anche le onde gravitazionali sono emesse da oggetti massivi e compatti, tra cui le stelle di neutroni. In definitiva, sia i neutrini che le onde gravitazionali trasportano informazioni relative alle regioni dell'Universo dove dominano i processi che coinvolgono adroni. Nei prossimi anni, le nuove generazioni di telescopi di neutrini e onde gravitazionali permetteranno di avere informazioni sulle proprietà degli oggetti astrofisici in cui le interazioni degli adroni lasciano un segnale più visibile di quello degli elettroni, e che sinora non eravamo capaci di osservare. In questo articolo, passo brevemente in rassegna lo stato e le possibili prospettive di questo settore di ricerca.