LHAASO Identifica i Microquasar come Acceleratori Cosmici Primari nella Via Lattea

L'Osservatorio Aereo di Alta Quota (LHAASO), situato a 4.410 metri di altitudine nel sito di Daocheng, nella Prefettura Autonoma Tibetana di Garzê, Cina, sta fornendo nuove prospettive sull'origine dei raggi cosmici più potenti della Via Lattea. Gli scienziati che operano con l'osservatorio, le cui osservazioni sono iniziate nell'aprile del 2019 e che copre un'area di circa 145 ettari, hanno avanzato la tesi che i microquasar agiscano come gli acceleratori di particelle primari per questi fenomeni ad alta energia. Questa ipotesi affronta una delle questioni centrali dell'astrofisica moderna, proponendo che questi sistemi binari, composti da buchi neri e stelle compagne, siano i motori che spingono protoni e raggi gamma a energie estreme.

Il nucleo della rivelazione, supportato dai dati raccolti dal LHAASO, indica che i getti emessi dai microquasar sono responsabili della generazione di raggi cosmici ultra-energetici che superano le aspettative teoriche consolidate. Nello specifico, sono stati osservati fotoni con energie superiori a 1 PeV all'interno di una struttura nella regione di formazione stellare del Cigno, con il valore massimo registrato che ha toccato i 2,5 PeV. Questa capacità di rilevazione è dovuta alla strumentazione del LHAASO, che studia sciami aerei indotti da raggi gamma e raggi cosmici analizzando componenti elettroniche, muonice e di Cherenkov.

Il team di ricerca, guidato dal Ricercatore Capo Cao Zhen, Accademico dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), ha concluso che questi studi illuminano i meccanismi principali dietro l'origine dei raggi cosmici e approfondiscono la conoscenza dei processi fisici estremi nei sistemi di buchi neri. Il contesto di questa ricerca si allinea con sviluppi precedenti, inclusa l'identificazione, annunciata da LHAASO nel febbraio 2024, di una bolla gigante di raggi gamma di ultra-alta energia nella regione del Cigno contenente molteplici fotoni che eccedono 1 PeV. Studi recenti, pubblicati su *National Science Review* e *Science Bulletin*, puntano ai microquasar alimentati dall'accrescimento del buco nero come spiegazione principale per la struttura del "ginocchio" (knee) nello spettro dei raggi cosmici, un punto di flesso energetico.

Si stima che la presenza di circa 10 microquasar potenti attivi nella Galassia in un dato momento sia sufficiente a spiegare il flusso protonico attorno al ginocchio, fornendo una spiegazione coerente con i dati osservati dal LHAASO al di sopra di poche decine di TeV. I microquasar, come il noto SS 433, sono sistemi binari compatti dove un buco nero di massa stellare o una stella di neutroni accresce materia da una stella compagna, espellendo getti altamente collimati di particelle e radiazioni a velocità relativistiche. L'osservazione di SS 433 e altri sistemi da parte del LHAASO contribuisce a comprendere l'accelerazione delle particelle lungo l'intera lunghezza dei getti di plasma, che possono estendersi per migliaia di anni luce, superando le difficoltà teoriche incontrate dai resti di supernova nell'accelerare particelle oltre poche centinaia di TeV.

La ricerca di risposte a queste domande cosmiche è sostenuta da collaborazioni internazionali, con team provenienti da Australia e Thailandia che partecipano direttamente al progetto LHAASO. La conferma dei microquasar come acceleratori predominanti fino a 20 PeV affinerà significativamente i modelli astrofisici correnti. L'implicazione finale è un miglioramento nella comprensione dei meccanismi che plasmano gli eventi più dinamici ed energetici dell'Universo, consolidando il ruolo di questi sistemi stellari compatti come i veri "Pevatroni" galattici.