“Fotone sorprendente intercettato: una scoperta astrofisica senza precedenti”

Nuova scoperta nell’universo: un fotone energetico mette in crisi i modelli astrofisici

Un gruppo di ricercatori italiani dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) ha fatto una scoperta sorprendente nell’universo. Hanno intercettato un fotone di altissima energia associato al lampo gamma più potente mai registrato. Questo fotone ha messo in crisi l’attuale modello che descrive questi eventi celesti violenti. Secondo un articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, i ricercatori italiani hanno proposto un’interpretazione che coinvolge la presenza di una oscillazione tra fotoni e ALP (Axion-Like Particles), particelle ipotetiche previste dalla teoria delle stringhe e considerate “ottime candidate” per costituire la materia oscura fredda.

Il fotone energetico che sfida le leggi della fisica

Il fotone in questione è così energetico da mettere in crisi gli attuali modelli astrofisici sulla propagazione dei raggi gamma. È stato osservato durante il lampo di raggi gamma GRB 221009A, emesso da una galassia distante oltre due miliardi di anni luce dalla Terra. Questo lampo è stato rivelato il 9 ottobre 2022, sia da osservatori terrestri che spaziali. Tra i fotoni gamma di altissima energia intercettati dal rivelatore cinese Lhaaso durante questo evento, ce n’era uno con un’energia di addirittura 18 TeV, la più alta mai registrata da un GRB. Un gruppo di ricerca italiano, coordinato da INAF e INFN, ha fornito un’interessante interpretazione di questa osservazione inaspettata. Secondo la loro ipotesi, il fotone così energetico potrebbe essere un “fotone trasformista”, in grado di oscillare tra una natura di fotone e ALP mentre viaggia alla velocità della luce.

Le ALP e l’opacità del fondo extragalattico

Le ALP, ipotetiche particelle previste dalla teoria delle stringhe, sono particelle simili agli assioni e potrebbero essere una delle “personalità” assunte dal fotone trasformista. Secondo gli scienziati, le ALP potrebbero permettere ai fotoni di energia elevata di raggiungere la Terra attraverso l’opacità del fondo extragalattico. Le ALP si accoppiano a due fotoni e possono oscillare tra fotoni e ALP in presenza di un campo magnetico esterno. Queste oscillazioni sono simili alle oscillazioni dei neutrini massivi di diverso tipo. L’ipotesi dell’oscillazione tra fotoni e ALP per aggirare l’opacità del fondo extragalattico non è nuova e potrebbe spiegare anche altre sorgenti distanti che emettono fotoni ad alta energia.

Gli scienziati sottolineano che ulteriori osservazioni saranno necessarie per confermare questa ipotesi. Nuovi osservatori astrofisici per alte energie, come CTA e ASTRI, che entreranno in funzione nei prossimi anni, saranno di grande aiuto per approfondire questa ricerca. Questa scoperta apre nuove prospettive per lo studio dei lampi gamma e potrebbe contribuire alla comprensione della materia oscura fredda.