Spazio, così Giove svela i segreti dell’accelerazione dei super-elettroni

Nello spazio, le particelle vengono accelerate a velocita’ prossime a quella della luce grazie a strutture di plasma transitorie. E’ quanto emerge da uno studio pubblicato sulla rivista Nature e condotto dagli scienziati del Laboratorio di Fisica Applicata dell’Universita’ Johns Hopkins. Il gruppo di ricerca, guidato da Savvas Raptis, ha analizzato i dati raccolti dalla sonda Juno della NASA durante l’attraversamento dell’onda d’urto (‘bow shock’) tra la magnetosfera di Giove e il vento solare. In queste regioni dello spazio a bassissima densita’, note come ‘urti senza collisioni’, l’energia non si dissipa per lo scontro diretto tra le particelle, bensi’ attraverso forze elettromagnetiche. Gli strumenti a bordo di Juno hanno cosi’ rilevato, nel foreshock di Giove, strutture transitorie di plasma capaci di accelerare gli elettroni a velocita’ relativistiche. I ricercatori hanno poi combinato queste osservazioni con i dati provenienti da altri pianeti, individuando una precisa relazione matematica tra la dimensione del foreshock e l’energia massima accumulata dalle particelle. Lo studio dimostra che l’estensione del foreshock varia in scala con la dimensione complessiva del sistema d’urto, ponendo un limite massimo all’energia raggiungibile dalle particelle. Questo meccanismo potrebbe spiegare in modo unificato la produzione di raggi cosmici ad alta energia nell’Universo. Le missioni planetarie ed eliofisiche, spiegano gli studiosi, offrono parametri cruciali basati su osservazioni dirette, fondamentali per verificare le teorie sull’accelerazione delle particelle nell’Universo. Per estendere questi risultati a shock astrofisici remoti e non misurabili direttamente, saranno tuttavia necessari nuovi modelli teorici e ulteriori osservazioni. L’obiettivo futuro, concludono gli scienziati, sara’ verificare l’effettiva universalita’ di questa legge in contesti cosmici ancora piu’ distanti.