Credito d'immagine: Hubble
Tre delle più grandi esplosioni dell'Universo: esplosioni di raggi gamma, lampi di raggi X e supernovae potrebbero effettivamente provenire dallo stesso evento: il crollo di una stella supermassiccio. Un astronomo di Caltech ha scoperto che i diversi tipi di esplosioni sembrano contenere la stessa quantità di energia, sono semplicemente divisi in modo diverso tra getti a bassa e alta energia. La NASA lancerà un nuovo veicolo spaziale per il rilevamento di raggi gamma, chiamato SWIFT, che dovrebbe essere in grado di rilevare 100 bus di raggi gamma all'anno. Ciò dovrebbe dare agli scienziati nuovi obiettivi da studiare.
Negli ultimi decenni, gli astrofisici hanno sconcertato l'origine di esplosioni potenti ma apparentemente diverse che illuminano il cosmo più volte al giorno. Un nuovo studio di questa settimana dimostra che tutti e tre i sapori di queste esplosioni cosmiche - esplosioni di raggi gamma, lampi di raggi X e alcune supernove di tipo Ic - sono in effetti collegati dalla loro comune energia esplosiva, suggerendo che un singolo tipo di fenomeno, l'esplosione di una stella massiccia, è il colpevole. La principale differenza tra loro è la "via di fuga" utilizzata dall'energia mentre fugge dalla stella morente e dal suo buco nero appena nato.
Nel numero del 13 novembre della rivista Nature, lo studente laureato di Caltech Edo Berger e un gruppo internazionale di colleghi riportano che le esplosioni cosmiche hanno praticamente la stessa energia totale, ma questa energia è divisa in modo diverso tra getti veloci e lenti in ogni esplosione. Questa intuizione è stata resa possibile dalle osservazioni radiofoniche, effettuate presso il Very Large Array (VLA) dell'Osservatorio nazionale di astronomia radiofonica e dall'Owens Valley Radio Observatory di Caltech, di un lampo di raggi gamma localizzato dal satellite NASA High Energy Transient Explorer (HETE) il 29 marzo di quest'anno.
L'esplosione, che a 2,6 miliardi di anni luce è l'esplosione di raggi gamma classica più vicina mai rilevata, ha permesso a Berger e agli altri membri del team di ottenere dettagli senza precedenti sui getti che sparano dalla stella morente. Lo scoppio fu nella costellazione del Leone.
"Monitorando tutte le vie di fuga, ci siamo resi conto che i raggi gamma erano solo una piccola parte della storia di questo scoppio", afferma Berger, riferendosi al getto annidato dello scoppio del 29 marzo, che aveva un nucleo sottile di gamma debole raggi circondati da un inviluppo lento e massiccio che produceva abbondanti onde radio.
"Questo mi ha sconcertato", aggiunge Berger, "perché si suppone che i lampi di raggi gamma producano principalmente raggi gamma, non onde radio!"
Le esplosioni di raggi gamma, rilevate per la prima volta accidentalmente decenni fa dai satelliti militari che osservano i test nucleari sulla Terra e nello spazio, si verificano circa una volta al giorno. Fino ad ora si ipotizzava generalmente che le esplosioni fossero così titaniche che le particelle accelerate che si riversavano in getti antipodali emettevano sempre prodigiose quantità di radiazioni gamma, a volte per centinaia di secondi. D'altra parte, le più numerose supernove di tipo Ic nella nostra parte locale dell'universo sembrano essere esplosioni più deboli che producono solo particelle lente. Si pensava che i lampi di raggi X occupassero la via di mezzo.
"L'intuizione acquisita dallo scoppio del 29 marzo ci ha spinto a esaminare esplosioni cosmiche precedentemente studiate", afferma Berger. “In tutti i casi abbiamo scoperto che l'energia totale dell'esplosione è la stessa. Ciò significa che le esplosioni cosmiche sono bestie con facce diverse ma lo stesso corpo. "
Secondo Shri Kulkarni, professore di astronomia e scienze planetarie di MacArthur presso Caltech e supervisore della tesi di Berger, questi risultati sono significativi perché suggeriscono che molte altre esplosioni potrebbero non essere rilevate. "Facendo affidamento sui raggi gamma o sui raggi X per dirci quando si verifica un'esplosione, potremmo esporre solo la punta dell'iceberg dell'esplosione cosmica."
Il mistero che dobbiamo affrontare a questo punto, aggiunge Kulkarni, è il motivo per cui l'energia in alcune esplosioni sceglie una via di fuga diversa rispetto ad altre.
Ad ogni modo, aggiunge Dale Frail, astronomo del VLA e coautore del manoscritto Nature, gli astrofisici faranno quasi certamente progressi nel prossimo futuro. Tra pochi mesi la NASA lancerà un satellite per il rilevamento dei raggi gamma noto come Swift, che dovrebbe localizzare circa 100 esplosioni di raggi gamma ogni anno. Ancora più importante, il nuovo satellite trasmetterà posizioni molto precise delle raffiche entro uno o due minuti dal rilevamento iniziale.
L'articolo che appare su Nature è intitolato "Un'origine comune per le esplosioni cosmiche dedotte dalla calorimetria di GRB 030329". Oltre a Berger, l'autore principale, e Kulkarni e Frail, gli altri autori sono Guy Pooley, del Mullard Radio Astronomy Observatory dell'Università di Cambridge; Vince McIntyre e Robin Wark, entrambi dell'Australia Telescope National Facility; Re’em Sari, professore associato di astrofisica e scienze planetarie a Caltech; Derek Fox, studioso post-dottorato in astronomia presso Caltech; Alicia Soderberg, una studentessa laureata in astrofisica alla Caltech; Sarah Yost, studiosa post-dottorato in fisica presso la Caltech; e Paul Price, uno studioso post dottorato presso l'Istituto di astronomia dell'Università delle Hawaii.
Fonte originale: Caltech News Release
