mercoledì 7 dicembre 2011

2000 giorni di PAMELA in orbita

Il 5 dicembre lo spettrometro magnetico PAMELA ha compiuto 2000 giorni di volo nello spazio.
Lo strumento, lanciato a bordo del satellite russo Resurs-DK1 il 15 giugno 2006 aveva già festeggiato 5 anni qualche tempo fa. 
PAMELA studia i raggi cosmici carichi, protoni, elettroni, nuclei di elio; lo spettrometro magnetico permette di estrarre la rarissima componente di antimateria, antiprotoni e positroni, importante sia per la ricerca indiretta di materia oscura che per comprendere perché il nostro universo sia composto di sola materia. 
Purtroppo qualunque  campo magnetico devia le particelle cariche e quindi quello che abbiamo sono "solo" i flussi di particelle, ossia quante particelle ci sono ad una certa energia. 

Gli obiettivi scientifici di PAMELA nel plot di Hillas. 
A bassa energia (109  eV) vi sono quelle intrappolate 
nelle fasce di Van Allen della magnetosfera terrestre, poi quelle emesse 
nelle eruzioni solari e  modulati nel nostro sistema solare  (1010  eV). 
Positroni ed elettroni vengono dal "vicinato" galattico,
 1-2 kpc, mentre protoni ed antiprotoni scorrazzano 
liberamente per tutta la galassia sino a  circa 1018  eV. 
Anche se non è possibile produrre le splendide immagini di satelliti come AGILE, Fermi o Hubble, studiando i flussi delle varie particelle è possibile ottenere informazioni molto dettagliate su come i raggi cosmici sono stati prodotti e si sono propagati nella galassia, nel nostro sistema solare ed in prossimità della Terra. 
I fenomeni che governano la magnetoidrodinamica -  disciplina che studia l''interazione tra particelle e campi magnetici - sono molto simili indipendentemente dalle scale in gioco: studiando la produzione di particelle emesse nelle eruzioni solari è possibile comprendere i meccanismi che hanno luogo nelle pulsar e nei nuclei galattici attivi, galassie dominate da immensi buchi neri.
In un articolo di review nel 1984,  Hillas catalogò i corpi celesti a seconda delle loro dimensioni (o meglio della loro magnetosfera) e dei campi magnetici che generavano. L'energia massima di accelerazione di una particella dipende dalla loro  posizione nel grafico. Hillas pose il problema dell'accelerazione di raggi cosmici alle estreme energie che possono superare 1020 eV, in cui un singolo protone racchiude la stessa energia di una palla da tennis, problema ancora aperto e studiato da esperimenti come Auger, Telescope Array ed in futuro JEM-EUSO, ma queste sono energie ben oltre quelle studiate da PAMELA.