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Raggi cosmici e virus

La radiazione cosmica e gli esseri viventi "Pandemia" Marzo 2020

In questo periodo surreale è gioco forza per gli scienziati cercare una causa che possa spiegare la comparsa del virus SARS-COV2 (COVID19) e di dare risposta alle numerose domande che spontaneamente possono sorgere su questa vicenda: da dove arriva il nuovo coronavirus? Perché proprio ora? Come mai i virus pandemici arrivano quasi sempre dalla Cina? Esiste una relazione tra eventi astronomici e pandemie?
In questa sede discutiamo solo di astro particelle, quindi cercheremo di dare una risposta a una domanda che sarà del tipo: esiste una relazione tra le forme di vita elementari come i virus e la radiazione cosmica?

Possiamo iniziare a ricordare che esiste una teoria molto controversa rivisitata principalmente dal Fisico Fred Hoyle che è l’ipotesi della panspermia. Secondo questa teoria i semi della vita nascono nello spazio e sono trasportati da corpi celesti come comete e asteroidi che possono precipitare sulla terra così come succede per le più piccole meteoriti. Sebbene non sono mai state finora osservate forme di vita nelle meteoriti, sono state invece trovate lunghe catene di carbonio che sono precursori di aminoacidi indispensabili per la formazione di proteine e DNA. Elementi altrettanto complessi vengono trovati grazie a diversi strumenti - tramite sonde spaziali o direttamente dalla Terra - nelle polveri interplanetarie, nelle nebulose e nelle atmosfere di altri pianeti del sistema solare. Si sta scomprendo recentemente che questi composti a catena lunga a base di carbonio sono "inseminati" proprio dai raggi cosmici.

 


Cometa Borisov scoperta in agosto 2019

 

Testimonianze da astronomi cinesi già nel 300 avanti Cristo indicano che alcune pandemie siano sorte proprio dopo la comparsa di comete e forse su queste basi storiche la tradizione popolare associa l’arrivo delle "stelle comete" come un simbolo di cattivo presagio, morte e malattie. L’estinzione dei dinosauri avvenuta 65 milioni di anni fa potrebbe essere stata causata da una serie di cause concomitanti in seguito alla caduta dell’asteroide, otre al raffreddamento del pianeta dovuto alle polveri sparate in atmosfera, non sono da escludere forme virali o batteriche trasportate dal corpo celeste stesso.

Questa storia è affascinante ma rischia di portarci fuori tema, per chi vuole approfondire questi argomenti indichiamo il seguente PDF. Alcune grandi estinzioni di massa comunque possono essere state veramente causate da radiazione cosmica dovuta a esplosioni stellari limitrofe, sufficienti per provocare l’estinzione di alcune specie e a catena di molte altre, questo un argomento trattato a lungo sul mio libro a cui rimanderei per un approfondimento.

Una cosa è certa, i raggi cosmici sono particelle energetiche, penetranti e ionizzanti, caratteristiche che le rendono in grado di modificare gli atomi, la materia e il DNA degli esseri viventi.

Sulla terra l'intensità della pioggia di raggi cosmici dipende fortemente dalla forza del campo magnetico terrestre e solare. Da qualche anno il Sole è passato dalla sua fase attiva a quella tranquilla, un ciclo che si ripete ogni undici anni che perdura sicuramente da secoli e molto probabilmente da sempre. Dal 2015 la fase attiva del Sole è diminuita progressivamente e attualmente viviamo in un periodo detto di "minimo solare". Il campo magnetico del Sole, insieme a quello della Terra funzionano come un ombrello che ci ripara dai raggi cosmici, ma quello del Sole attualmente non è completamente aperto. Malgrado in termini numerici la differenza di radiazione assorbita in un anno tra il periodo di “massimo” e quello di “minimo” solare non sia (apparentemente) significativa, quando il campo magnetico solare è al minimo il numero di particelle cosmiche aumenta considerevolmente lungo tutta l’amosfera. Gli effetti dei raggi cosmici sul nostro pianeta sono sicuramente molti, ma solo pochi sono noti, ad esempio è ben conosciuta la variazione della produzione di alcuni isotopi come il carbonio-14 proprio perché il 14C è un isotopo cosmogenico, ovvero in atmosfera questo è prodotto esclusivamente dai raggi cosmici.


L'ultimo ciclo del Sole espresso come numero di macchie solari

 

I problemi che sorgono per l’esposizione alla radiazione cosmica, nello spazio, in atmosfera (voli aerei) e a terra sono diversi. Per gli equipaggi aerei le possibili minacce a lungo termine sembrano essere melanomi e cataratte precoci; per gli astronauti delle future missioni interplanetarie sono possibili neoplasie di vari tipo, disturbi neurologici e cardiaci. Attualmente la NASA ha dichiarato che più del 50% degli astronauti della ISS, mostra la riattivazione del virus herpes (entrambi i ceppi HSV-1 e HSV-2) che si protrae per diverso tempo dopo il ritorno sulla Terra. La riattivazione non sembra dovuta alla mutazione del virus stesso, ma piuttosto alla diminuzione delle difese immunitarie degli astronauti provocata dallo stress generale dell’ambiente extraterrestre, compresa l’esposizione ai raggi cosmici.

A terra essendo protetti dall'atmosfera, non abbiamo gravi problemi, ma non siamo nemmeno completamente al sicuro, per questo sono in corso diversi studi di “clinica cosmobiologica”; osservando i dati tra il 2003 e il 2005, una ricerca ha messo in relazione i parametri meteo spaziali (spaceweather) con la morte per attacchi di cuore improvvisi (morte entro un ora, asintomatica) nella città di Baku (Azerbaijan). I ricercatori hanno trovato una forte correlazione tra i decessi e gli alti flussi di neutroni cosmici in corrispondenza di bassi disturbi geomagnetici (indice kp) e di basso numero di macchie solari, quindi Sole quieto, ovvero molti raggi cosmici. Questo effetto è stato osservato anche in studi applicati in altre città nel mondo, non solo per i decessi ma anche per i disturbi comuni come aritmia e asistolia.

 


Correlazione tra malattie e raggi cosmici

 

Nel 2017 uno studio ha analizzato decessi, frequenza e intensità di varie malattie in relazione all’intensità dei raggi cosmici (dal 1951 al 2012) nella città di San Paolo in Brasile. La ricerca è stata spinta dalla violenta ricomparsa nel 2008 della scarlattina nella città, seguita l’anno dopo della comparsa dell’influenza suina (passata all’uomo) a livello globale, il virus incriminato è l’ H1N1 lo stesso dell’influenza spagnola del 1918. In questo studio è emersa una significativa correlazione statistica tra radiazione cosmica e diversi casi di decesso, compresi quelli causati dalle malattie infettive, la cosa incredibile è che questa relazione segue il ciclo di undici anni dei raggi cosmici dovuto all’attività del Sole.

 


San Paolo si trova sotto l'anomalia Sud-Atlantica
che si estende per buona parte del Sud-America

 

San Paolo non è una città qualsiasi, essendo a 23 ° a sud dell’equatore, si trova all’interno di un’area definita “anomalia Sud-Atlantica”, qui per una malformazione congenita del campo magnetico terrestre c’è una specie di "buco" in cui le particelle dei raggi cosmici possono penetrare più facilmente rispetto ad altre località del pianeta. La città si trova anche a 800 m di altitudine e come è risaputo la radiazione aumenta più ci avviciniamo ai confini dello spazio. Pertanto la ricerca di una correlazione tra radiazione cosmica e malattie proprio in questa zona è decisamente significativa.

Altri autori sospettano che i raggi cosmici possano modificare geneticamente alcuni virus e in qualche modo essere riattivati ciclicamente, nel 2005 in Messico è comparso il Zika Virus, un virus tipicamente africano e trasportato dalle zanzare, un pericolo non lontano nemmeno da noi, visto l’attuale cambiamento climatico. Nel 2005 però il Sole era al suo massimo livello di attività, l’opinione di alcuni ricercatori è che il campo magnetico della Terra sia più significativo di quello del Sole. Il campo geomagnetico non è statico ma varia la sua intensità in continuazione ed è differente per ogni località del pianeta, in Messico la diminuzione locale del campo magnetico può aver permesso un maggiore flusso di raggi cosmici in concomitanza con una diminuzione dell’attività del Sole per un periodo sufficiente.

Pandemic viruses and cosmic rays
Punti in cui sono comparse le ultime pandemie a confronto col ciclo solare

 

In effetti se mettiamo in relazione solamente l’attività solare con la comparsa delle maggiori pandemie, non si ha una chiara correlazione, come si può vedere da una semplice esposizione grafica, fino al 2000 i virus sembrano seguire il massimo del ciclo solare, tuttavia H1N1 e COVID-19 sono comparsi durante il massimo di raggi cosmici (minomo solare), evidentemente molti indizi ci sono ma servono altri studi per trovare una robusta relazione che probabilmente è da cercare nelle variazioni magnetiche del Sole e della Terra nel loro insieme; in pratica un modello che possa permettere di fare una previsione per la comparsa del prossimo virus pandemico.

 


La forza "dell'ombrello" magnetico terrestre, le località in rosso sono più protette

 

Per concludere mentre fino al 2018 i raggi cosmici erano in chiaro aumento, ora le nostre stazioni ADA mostrano una lenta ma progressiva diminuzione durante l’ultimo anno e mezzo, recentemente la comparsa di alcune piccole macchie solari del nuovo ciclo solare fa sperare che la nostra stella stia riprendendo le sue forze e magari potrà darci un aiuto per combattere l’attuale minaccia in corso.

 


La regione attiva del Sole segna un timido inizio del prossimo ciclo solare

Marco Arcani

Altre fonti bibliografiche:
-C L Z Vieira et al 2018 Environ. Res. Lett.13 024009
-Weakened magnetic field, cosmic rays and Zika virus outbreak - Jiangwen Qu and N. Chandra Wickramasin -OPINION CURRENT SCIENCE, VOL. 115, NO. 3, 10 AUGUST 201838
-Joseph, Rhawn. (2010). Comets and Contagion: Evolution, Plague, and Diseases From Space.

 


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Astrophysics LAB

Il Liceo sperimentale "Ermesinde" (Mersch, Lussemburgo) ha recentemente inaugurato il suo portale scientifico "LEM SCIENCE" dedicato alle attività scientifiche e tecnologiche della scuola. Tra i vari laboratori spicca l'Astrophysics LAB curato dal prof. Andrea Grana. Questo laboratorio di astrofisica raggruppa le ricerche e le misurazioni delle radiazioni cosmiche che viene effettuata utilizzando il rivelatore AMD5. I lavori pubblicati dagli studenti sono già numerosi e molto interessanti tra i quali: il comportamento dei raggi cosmici in atmosfera, analisi di flusso, e comportamento della radiazione nelle caverne. Gli articoli sono scritti in lingua francese, tedesca o anche inglese essendo la comunità lussemburghese multilinguistica per natura.




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Catturare i neutrini con il radar 10.03.2020

All'acceleratore SLAC in USA è stata sperimentato un nuovo metodo per rivelare le cascate di particelle prodotte dai neutrini quando attraversano la materia. Le onde radio vengono già utilizzate, anche se in pochi esperimenti per misurare gli sciami dei raggi cosmici in atmosfera. Questa nuova tecnica però adotta un impulso radar, utilizzando uno sciame di elettroni per simulare la cascata di particelle prodotta da un neutrino è stato possibile misurare l'eco del radar ad ogni formazione dello sciame. Il risultato positivo dell'esperimento fa immaginare che questo tipo di rivelatori potrà essere impiegato ad esempio sotto il ghiaccio o l'acqua per rivelare i neutrini cosmici in un range di energie attualmente inesplorato.

Fonte: APS



☄ Il libro Astroparticelle

Il libro AstroParticelle

26.09.2013 - Un viaggio scientifico tra i raggi cosmici raccontato attraverso la storia, le invenzioni i rivelatori e gli osservatori; senza trascurare gli effetti che essi producono coinvolgendo numerose discipline scientifiche tra cui astrofisica, geofisica e paleontologia.

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