I raggi cosmici sono accelerati in forti shock formati da esplosioni di supernova e venti stellari (entrambi aspetti della formazione stellare), e generano una notevole pressione nel mezzo interstellare. Svolgono un ruolo centrale nella regolazione dell’equilibrio termico nelle dense nubi molecolari in cui si formano la maggior parte delle stelle e possono svolgere un ruolo importante nella regolazione della formazione stellare, guidando i venti galattici e persino nel determinare il carattere del mezzo intergalattico.

Gli astronomi ritengono che una proprietà chiave che limita l’influenza dei raggi cosmici sia la capacità di propagarsi fuori dai siti in cui vengono prodotti nel mezzo interstellare e oltre il disco, ma i dettagli non sono molto ben compresi.

L’astronomo del CfA (Center of Astrophysics di Harvard) Vadim Semenov e due collaboratori hanno utilizzato simulazioni al computer per esplorare come una tale variazione della propagazione dei raggi cosmici possa influenzare la formazione stellare nelle galassie, motivata dalle recenti osservazioni di emissione di raggi gamma da fonti vicine di raggi cosmici, tra cui ammassi stellari e resti di supernova.

Le osservazioni sondano la propagazione dei raggi cosmici perché si ritiene che una frazione significativa dell’emissione di raggi gamma sia prodotta quando i raggi cosmici interagiscono con il gas interstellare. I flussi di raggi gamma osservati suggeriscono che la propagazione dei raggi cosmici vicino a tali sorgenti può essere localmente soppressa da un fattore significativo, fino a diversi ordini di grandezza. Lavori teorici suggeriscono che tale soppressione può derivare da interazioni non lineari dei raggi cosmici con campi magnetici e turbolenza.

Gli scienziati hanno utilizzato le simulazioni per sondare gli effetti della soppressione del trasporto dei raggi cosmici vicino alle sorgenti. Trovano che la soppressione provoca un accumulo di pressione locale e produce forti gradienti di pressione che impediscono la formazione di massicci grumi di gas molecolare che formano nuove stelle, cambiando qualitativamente la distribuzione globale della formazione stellare, specialmente nelle galassie massicce e ricche di gas che sono inclini alla formazione di grumi. Concludono che questo effetto dei raggi cosmici regola lo sviluppo della struttura del disco della galassia ed è un importante complemento agli altri processi attivi nel plasmare la galassia.