LHAASO, l’osservatorio cinese per risolvere il mistero dei raggi cosmici

Описание: Mentre è in costruzione alle Isole Canarie e sulle Ande Cilene il Cherenkov Telescope Array Observatory, un progetto a trazione europea con vasta partecipazione internazionale per realizzare il più grande osservatorio per alte energie, attualmente lo strumento terrestre più potente di questo tipo si trova in Cina, nell’altopiano tibetano.

Si tratta del Large High Altitude Air Shower Observatory, completato nel 2021. È l’osservatorio di raggi cosmici e raggi gamma situato alla quota più elevata al mondo, nonché il più grande e sensibile per rilevare le particelle ad alta energia provenienti dall’universo.

LHAASO si trova a 4.400 m di quota sul Monte Haizi, all’interno della grande provincia cinese dello Sichuan, quella anche nota per i panda giganti, per intenderci.

Gli strumenti di questo tipo non rilevano direttamente i raggi cosmici, bensì la pioggia di particelle secondarie prodotte quando raggi cosmici o raggi gamma interagiscono con l’atmosfera terrestre.

La grande sensibilità di questo osservatorio deriva dalla sua grande area di raccolta e dall'elevata capacità di distinguere il segnale dal rumore di fondo, frutto di un design originale.

Utilizza infatti un sistema ibrido di rivelatori: l’array di rivelatori Cherenkov ad acqua, tre larghe piscine da 78mila metri cubi di acqua pura; la schiera di rivelatori muonici, quasi 1200 unità ad acqua ultra-pura disposte sotto collinette di terra con funzione di schermo da fotoni ed elettroni; migliaia di scintillatori, rivelatori che assomigliano a tavoli disposti qua e là sulla superficie, che registrano proprio fotoni ed elettroni.

Infine, troviamo una schiera di 18 telescopi a grande campo progettati per rilevare la fluorescenza Cherenkov prodotta in atmosfera dalla pioggia di particelle.

LHAASO, come abbiamo visto, utilizza l’acqua come amplificatore naturale, permettendo alle particelle di manifestarsi attraverso brevi bagliori.

Quando particelle cariche di alta energia passano attraverso l’acqua, creano un effetto “onda d’urto” che produce una debole luce azzurrognola chiamata luce Cherenkov, dal nome dello scienziato sovietico che la scoprì, spiega Cao Zhen, direttore scientifico del Lhaaso.

Quindi, l’acqua può essere usata come rivelatore. La luce Cherenkov osservata all’interno dell’acqua in un contenitore completamente buio ci indica il passaggio di particelle ad alta energia.

Dal punto di vista delle prestazioni, LHAASO raggiunge sensibilità ai flussi gamma sopra i 30 TeV circa 100 volte superiori a quella degli strumenti precedenti, offrendo per la prima volta la possibilità di monitorare il cielo gamma fino a energie di 1 PeV e di scoprire i cosiddetti "Pevatron", super-acceleratori cosmici, la cui natura deve essere ancora compresa appieno.

Recentemente, i dati raccolti con il grande osservatorio hanno permesso di confermare che i micro-quasar — buchi neri che "mangiano" stelle compagne — sono potenti acceleratori di particelle fino a energie dell’ordine dei Peta elettronvolt, rilevando raggi gamma ultra-energetici da cinque oggetti.

In parole povere, mentre prima si pensava che a sparare verso la Terra queste particelle super energetiche fossero le supernove, LHAASO ha invece puntato il dito con forza sui micro-quasar, indicandoli come i veri "Pevatron" capaci di generare tutta questa energia estrema.

Servizio di Stefano Parisini
Crediti video: CGTN/China Academy of Science/CCTV+, CTAO
Musica: Persephone, by https://www.fiftysounds.com
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