Gli scienziati hanno finalmente individuato una sorgente nella Via Lattea che scaglia protoni a energie da capogiro, tra le più elevate della nostra galassia. La scoperta potrebbe aiutarci a comprendere i raggi cosmici - quelle particelle iperveloci che sfrecciano tra le stelle e generalmente fanno un gran baccano in tutta la galassia.

I raggi cosmici sono per lo più protoni, con una manciata di elettroni. Alcuni di essi hanno più potenza di qualsiasi cosa i nostri acceleratori costruiti dall'uomo possano gestire. Il Large Hadron Collider al confine tra Svizzera e Francia può portare i protoni vicino alla velocità della luce, ma gli acceleratori naturali della natura, a quanto pare, ci battono.

Un team internazionale guidato dall'Università di Hiroshima ha confermato l'acceleratore galattico combinando le osservazioni di tre importanti osservatori sulla Terra e nello spazio. I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal il 16 luglio 2026.

"Questa immensa energia rende i raggi cosmici importanti in astronomia e astrofisica", ha detto Tsunefumi Mizuno, professore associato presso il Centro di Scienza Astrofisica di Hiroshima dell'Università di Hiroshima e primo e corrispondente autore dello studio.

Le energie dei raggi cosmici sono misurate in elettronvolt - l'energia che un elettrone guadagna quando il suo potenziale elettrico aumenta di un volt. I raggi cosmici galattici di alto livello possono raggiungere e superare un quadrilione (10^15) di elettronvolt, o un peta-elettronvolt (PeV). Trovare un acceleratore di protoni di raggi cosmici al di sopra di quel livello PeV - un PeVatrone di protoni - è uno dei biglietti più caldi dell'astrofisica moderna. E ne hanno trovato uno: un oggetto precedentemente noto come LHAASO J1912+1014u.

Un PeVatrone di protoni è un acceleratore cosmico naturale che spinge i protoni oltre la soglia del PeV. Individuare questi oggetti è complicato perché gli scienziati devono separare i segnali dei protoni da quelli degli elettroni iperenergetici.

L'esperimento Tibet AS gamma (uno sforzo congiunto Giappone-Cina dal 1990) e il Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) della Cina avevano rilevato dozzine di sorgenti di raggi gamma al di sopra di 0,1 PeV. Una di queste era LHAASO J1912+1014u. I raggi gamma sono la forma più energetica di radiazione elettromagnetica, spesso prodotta quando le particelle di raggi cosmici collidono con l'ambiente circostante, e le loro energie sono tipicamente circa un decimo dei raggi cosmici che le hanno create. Quindi le sorgenti che producono raggi gamma al di sotto del range PeV sono candidate primarie per i PeVatroni. Ricerche precedenti suggerivano che LHAASO J1912+1014u potesse essere una nebulosa di vento di pulsar o qualche altro residuo dell'esplosione di una stella massiccia.

"Tuttavia, i dati degli esperimenti Tibet AS gamma e LHAASO da soli non possono identificare chiaramente i PeVatroni di protoni perché anche gli elettroni dei raggi cosmici PeV possono produrre i raggi gamma a energia più bassa", ha detto Mizuno. La risoluzione limitata delle immagini significava che i ricercatori non potevano dire se dietro i raggi gamma ci fossero protoni o elettroni.

Ecco arrivare la cavalleria: il Fermi Large Area Telescope (Fermi-LAT, una missione guidata dalla NASA con l'aiuto dell'Università di Hiroshima), il FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey con il telescopio Nobeyama 45-m (FUGIN, guidato dal Giappone) e l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. LHAASO J1912+1014u è stato scoperto nel 2024 nella costellazione dell'Aquila vicino ad Altair, una delle famose stelle del Triangolo Estivo. Inizialmente era stato etichettato come resto di supernova, ma quell'idea è diventata traballante dopo la comparsa di emissioni al di sopra di 100 TeV.

"Con i dati di molteplici esperimenti, abbiamo studiato LHAASO J1912+1014u in dettaglio", ha detto Mizuno. Gli osservatori hanno coperto un'ampia porzione dello spettro elettromagnetico, dalla radio ai raggi gamma, permettendo al team di costruire un modello multi-lunghezza d'onda dettagliato.

Fermi-LAT ha misurato i raggi gamma vicino a un giga-elettronvolt (GeV, un miliardo di elettronvolt). Chandra ha fornito osservazioni a raggi X a energie più basse, e FUGIN ha fornito dati radio a energie ancora più basse. Combinati con le osservazioni a tera-elettronvolt (TeV) di LHAASO e altri, il quadro indicava fortemente che LHAASO J1912+1014u fosse un PeVatrone di protoni - ed eliminava altre spiegazioni.

Tre risultati chiave hanno chiuso la questione. Primo, il segnale di raggi gamma si estendeva senza soluzione di continuità da oltre 100 trilioni di elettronvolt in giù