Un gigantesco raggio gamma esploso dall’universo infantile

Esplosione di raggi gamma gigante: oggetto luminoso simile a una stella con 2 getti di materiale che ne escono e altro gas e polvere nelle vicinanze.
Visualizza ingrandito. | Concetto artistico della potente esplosione di un lampo di raggi gamma. Ricercatori in Italia e nel Regno Unito ne hanno trovato 1 la cui esplosione è stata così potente da aver viaggiato fino a noi dall’universo infantile. Immagine tramite NASA/ Swift/ Mary Pat Hrybyk-Keith/ John Jones.

I lampi di raggi gamma sono le esplosioni più potenti dell’universo. Non possiamo vederli con l’occhio solo, ma se potessimo, potremmo vederli spuntare ogni tanto intorno a noi nello spazio. E non sono nelle vicinanze, è stato osservato che la maggior parte ha origine in galassie lontane. Tuttavia, rilasciano quantità così incredibili di luce ed energia che possono essere viste attraverso lo spazio intergalattico. Nel settembre 2022, un team internazionale di ricercatori ha affermato di aver rilevato un lampo di raggi gamma (GRB) che ha lasciato la sua sorgente quando l’universo era nella sua infanzia a soli 880 milioni di anni.

Gli scienziati, guidati da Andrea Rossi presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), hanno pubblicato il loro articolo peer-reviewed in Astronomia e astrofisica il 21 settembre 2022.

Un gigantesco lampo di raggi gamma raggiunge la Terra

I ricercatori hanno rilevato per la prima volta la luce dell’esplosione di raggi gamma, denominata GRB 210905A, il 5 settembre 2021. La luce dell’esplosione ha raggiunto il nostro pianeta dopo aver viaggiato per oltre 12,8 miliardi di anni. È un lungo viaggio! È uno dei GRB più distanti mai rilevati finora. La luce residua dell’esplosione è anche una delle più luminose mai viste. L’esplosione stessa deve essere stata massiccia per produrre così tanta luce ed energia. Gli strumenti a bordo del Neil Gehrels Swift Observatory e Topic hanno rilevato per la prima volta l’esplosione. NGSO orbita attorno alla Terra, mentre Topic è un monitor GRB sulla navicella spaziale Wind nello spazio interplanetario. È specificamente progettato per cercare GRB.

Anche i telescopi Hubble e Chandra X-ray Observatory hanno osservato il GRB.

Il tempo è essenziale, come ha osservato Rossi:

Ancora una volta, abbiamo dimostrato che quando si ha a che fare con fenomeni transitori, è necessario essere in grado di agire rapidamente e disporre degli strumenti giusti. Per ottenere un risultato chiaro e inequivocabile bisogna essere in grado sia di osservare il fenomeno quando è ancora luminoso, sia di accedere a quelle strutture che consentono di coprire un ampio intervallo di lunghezze d’onda, dai raggi gamma ai raggi X, ottico e radiofonico.

Simile ad altri GRB

Questa esplosione potrebbe essere stata una delle più lontane mai registrate, ma i ricercatori affermano che le sue caratteristiche sono simili a quelle molto più vicine alla Terra. Ad esempio, le proprietà della lunghezza d’onda dei raggi X dell’esplosione sono notevolmente simili a quelle delle esplosioni GRB che si verificano più vicino a noi. Questo mostra che qualunque cosa causi l’esplosione, non è cambiata molto, se non del tutto, durante la vita dell’universo. Rossi ha detto:

Grazie alle nostre osservazioni, possiamo concludere che il meccanismo responsabile dei GRB non si evolve con l’universo.

Solo pochi GRB sono stati visti prima da così presto nell’universo. Il membro del team Carole Mundell ha detto:

Essendo una delle esplosioni cosmiche più potenti e lontane mai trovate, questo raro lampo di raggi gamma si unisce a un minuscolo club di tali esplosioni scoperte all’inizio della storia dell’universo, e questo proviene dalla galassia ospite più luminosa mai rilevata. Questa scoperta ci dà una nuova comprensione e conferma che le stelle massicce – che vivono velocemente e sono dure a morire – si stanno formando ed evolvendo all’inizio dell’universo.

Grande cerchio nero circondato da un anello distorto con la Via Lattea sullo sfondo.
Visualizza ingrandito. | I ricercatori affermano che GRB 210905A è un tipo lungo GRB originato da un buco nero. Questa immagine è una simulazione di un buco nero supermassiccio che mostra come distorce lo sfondo stellato e cattura la luce, producendo una sagoma di buco nero. Immagine tramite Goddard Space Flight Center/ESA/Gaia/DPAC.

Proviene da un buco nero

Allora che tipo di GRB era questo? Ci sono due tipi di base, lungo e corto. I lunghi GRB provengono da buchi neri formati dopo il collasso di una stella massiccia. I GRB brevi sono diversi. Sono causati dalle collisioni di oggetti densi e compatti come stelle di neutroni o magnetar. In questo caso, il GRB è lungo. È molto probabile che abbia avuto origine da un buco nero, come affermava il documento:

L’energia totale del getto è probabilmente troppo grande per essere sostenuta da una magnetar standard e suggerisce che il motore centrale di questa esplosione fosse un buco nero di nuova formazione.

Cos’è un lampo di raggi gamma?

I lampi di raggi gamma sono gli eventi singolari più potenti dell’universo. Se i tuoi occhi potessero vederli, sembrerebbero brillanti bagliori di luce. I satelliti militari li hanno scoperti accidentalmente all’inizio degli anni ’70. Come? I test delle bombe nucleari mostrano come lampi di raggi gamma su quei satelliti. Questi particolari bagliori, però, non provenivano da bombe nucleari… Venivano dallo spazio profondo!

Alla fine, gli astronomi hanno stabilito che provenissero da galassie lontane. La quantità di energia in un lampo di raggi gamma equivale a convertire tutta la massa del sole in pura radiazione in pochi secondi. Ora è potente!

Questa nuova scoperta aiuterà gli astronomi a comprendere meglio i GRB e come si comportano.

In conclusione: gli astronomi in Italia e nel Regno Unito affermano di aver scoperto un nuovo gigantesco lampo di raggi gamma originato dall’universo neonato quando aveva 880 milioni di anni.

Fonte: Un’esplosione dall’universo neonato: il GRB 210905A a z molto alto?

Via Università di Bath

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