Analizzare le eventuali tracce di assioni emessi dalla stella Betelgeuse della costellazione dell'Orione, per chiarire la questione della materia oscura dell'Universo: è quanto ipotizzato attraverso uno studio da un gruppo di scienziati internazionali, tra cui il professor Alessandro Mirizzi del Dipartimento Interateneo di Fisica dell'Università di Bari e della Sezione di Bari dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

Lo studio ha visto una collaborazione a livello mondiale con altri colleghi di numerose università, tra cui Kerstin Perez, Mengjiao Xiao, Brandon Roach e Melania Nynka (Massachussets Institute of Technology (MIT), USA),   Brian Grefenstette (California Institute of Cosmology (Caltech), USA), Maurizio Giannotti (Barry University, Miami, USA) e Oscar Straniero (Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Osservatorio Astronomico d’Abruzzo, Teramo). Lo studio è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters e ha permesso "di porre dei vincoli alle proprietà di queste ipotetiche particelle tre volte più forti di quanto abbia mai fatto qualsiasi precedente esperimento di rilevamento condotto sulla Terra".

Le ipotesi degli scienziati sugli assioni

Mirizzi e il team hanno osservato i raggi X dalla supergigante rossa Betelgeuse utilizzando il telescopio satellitare NuStar nell’ambito di un progetto finanziato dalla Nasa. In particolare il ruolo di Giannotti, Mirizzi e Straniero è stato di calcolare il flusso atteso di assioni, particella teorizzata dagli astrofisici per dare 'sostanza' alla materia oscura di cui è composto l'Universo, emesso da Betelgeuse utilizzando i più avanzati modelli stellari: "Nelle stelle supergiganti come Betelgeuse - spiega il professor Mirizzi - le temperature possono raggiungere alcuni miliardi di gradi e il processo dominante di produzione degli assioni sarebbe la conversione in assioni di fotoni, cio+ radiazione elettromagnetica presente all’interno della stella, nel campo elettromagnetico generato da particelle cariche, come ioni ed elettroni. Una volta prodotti, gli assioni non sono trattenuti dalla stella,  a causa della debole interazione con la materia ordinaria, ma possono essere riconvertiti  in fotoni se attraversano un campo magnetico. La nostra ipotesi è che nel tragitto che gli assioni percorrono dalla stella fino al nostro rivelatore di raggi X, avviene questa riconversione nel campo magnetico galattico".

"Noi abbiamo proposto e ottenuto di osservare Betelgeuse - aggiunge - , che dista da noi circa 600 anni-luce, con il telescopio satellitare NuStar, della Nasa, compiendo la prima osservazione dedicata della stella in raggi X. Pur non avendo ottenuto alcun segnale da assioni, il nostro risultato nullo ci ha permesso di restringere significativamente l’intervallo di possibili valori dei parametri fisici che caratterizzano questa particella,  considerata un ottimo candidato per la dark matter", ovvero la materia oscura.

“E il futuro potrebbe riservarci sorprese!” rimarca Mirizzi, "Betelgeuse infatti è una delle piu’ promettenti candidate per una prossima esplosione di supernova galattica, un evento che non capita da qualche secolo. In tal caso dobbiamo aspettarci una emissione enorme di assioni, i quali convertendosi in fotoni nel campo magnetico galattico che produrrebbero un intenso lampo di raggi gamma".