Nasa, pronta una nuova missione sulle piogge cosmiche

CREAM è stato originariamente sviluppato come parte del programma Balloon della NASA, durante il quale ha inviato misurazioni da circa 120.000 piedi durante sette voli tra il 2004 e il 2016.

“L’esperimento con il palloncino CREAM ha raggiunto un’esposizione totale di cielo di 191 giorni, un record per qualsiasi esperimento astronomico del genere”, ha dichiarato Eun-Suk Seo, professore di fisica presso l’Università del Maryland a College Park e principale investigatore dell’esperimento.

“L’operazione sulla stazione spaziale aumenterà la nostra esposizione di oltre 10 volte, portandoci ben oltre i limiti di energia tradizionali delle misurazioni dirette”.

Da questa posizione orbitale, ISS-CREAM dovrebbe studiare la “pioggia cosmica” per tre anni. Si tratta del tempo necessario per fornire misurazioni dirette ineguagliate di raggi cosmici rari ad alta energia.

A energie superiori a circa 1 miliardo di elettroni, molti raggi cosmici vengono da noi oltre il nostro sistema solare. Diverse sono le dimostrazioni, comprese le osservazioni del telescopio spaziale Fermi a raggi gamma della NASA, che sostengono l’idea che le onde d’urto dai detriti in espansione di stelle che esplodono come supernovas accelerano i raggi cosmici fino alle energie di 1.000 miliardi di volt di elettroni (PeV).

Questo valore è 10 milioni di volte l’energia di fasci protoni medici utilizzati per il trattamento del cancro. I dati ISS-CREAM consentiranno agli scienziati di esaminare come fonti diverse dai residui supernova contribuiscano alla popolazione dei raggi cosmici.

I protoni sono le più comuni particelle del raggio cosmico, ma gli elettroni, i nuclei elio ed i nuclei di elementi più pesanti costituiscono una piccola percentuale.

Tutti sono campioni diretti di materia da spazio interstellare. Ma poiché le particelle sono cariche elettriche, interagiscono con i campi magnetici della gallassia.

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“Una sfida aggiuntiva è che il flusso di particelle che colpisce qualsiasi rivelatore diminuisce costantemente con le energie più alte”, ha detto Jason Link, co-ricercatore ISS-CREAM.

“Per esplorare meglio energie superiori, abbiamo bisogno di un rilevatore molto più grande o di un tempo di osservazione molto più elevato. L’operazione sulla stazione spaziale ci fornisce questo tempo supplementare”.

ISS-CREAM rileva particelle di raggi cosmici quando scivolano nella materia che costituisce i suoi strumenti. In primo luogo, un rivelatore di carica del silicio misura la carica elettrica delle particelle in entrata, quindi gli strati di carbonio forniscono obiettivi che incoraggiano gli impatti, producendo cascate di particelle che scorrono in rivelatori elettrici e ottici mentre un calorimetro determina la loro energia.

Due sistemi di rivelatori a base di scintillatori forniscono la capacità di distinguere tra gli elettroni e i protoni singolarmente caricati. Tutti dicono che ISS-CREAM può distinguere gli elettroni, i protoni e i nuclei atomici come massivi come il ferro, mentre si rompono attraverso gli strumenti.