Il bagliore di raggi X di GRB 080916C appare arancione e giallo in questa vista che unisce le immagini dei telescopi UltraViolet / Optical e X-ray di Swift. Credito: NASA / Swift / Stefan Immler
I ricercatori che utilizzano il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi segnalano un'esplosione di raggi gamma che spazza via tutto ciò che hanno visto prima. L'esplosione, registrata lo scorso autunno nella costellazione di Carina, ha liberato l'energia di 9000 supernovae.
Il crollo di stelle molto massicce può produrre esplosioni violente, accompagnate da forti esplosioni di raggi gamma, che sono alcuni degli eventi più luminosi dell'universo. I tipici lampi di raggi gamma emettono fotoni con energie comprese tra 10 chiloelettroni volt e circa 1 megaelettrone volt. I fotoni con energie al di sopra dei megaelettroni volt sono stati visti in alcune occasioni molto rare ma le distanze dalle loro fonti non erano note. Un consorzio di ricerca internazionale sta riportando nel numero di questa settimana della rivista Science Express che il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi ha rilevato fotoni con energie comprese tra 8 chiloelettroni volt e 13 gigaelettroni volt provenienti dall'esplosione di raggi gamma 080916C.
L'esplosione, designata GRB 080916C, avvenne poco dopo la mezzanotte GMT del 16 settembre (19:13 il 15 negli Stati Uniti orientali). Due degli strumenti scientifici di Fermi - il Large Area Telescope e il Gamma-ray Burst Monitor - hanno registrato contemporaneamente l'evento. Insieme, i due strumenti forniscono una visione dell'emissione di raggi gamma dell'esplosione da energie che vanno da 3.000 a oltre 5 miliardi di volte quella della luce visibile.
Un team guidato da Jochen Greiner presso il Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics di Garching, in Germania, ha stabilito che l'esplosione è avvenuta a 12,2 miliardi di anni luce di distanza utilizzando il Gamma-Ray Burst Optical / Near-Infrared Detector (GROND) sul 2,2 metri (7.2 piedi) telescopio presso l'Osservatorio europeo meridionale di La Silla, in Cile.
"Già, questo è stato uno scoppio emozionante", afferma Julie McEnery, vice scienziata del progetto Fermi presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Ma con la distanza del team GROND, è passato da eccitante a straordinario."
Gli astronomi credono che la maggior parte delle esplosioni di raggi gamma si verifichino quando stelle enormi esotiche esauriscono il combustibile nucleare. Mentre il nucleo di una stella collassa in un buco nero, getti di materiale - alimentati da processi non ancora completamente compresi - esplodono verso l'esterno quasi alla velocità della luce. I getti attraversavano completamente la stella che collassa e continuano nello spazio, dove interagiscono con il gas precedentemente sparso dalla stella. Questo genera bagliori luminosi che svaniscono nel tempo.
L'esplosione non è solo spettacolare ma anche enigmatica: un curioso ritardo separa le sue emissioni di energia più elevate da quelle più basse. Un tale ritardo è stato visto chiaramente solo in una precedente esplosione e i ricercatori hanno diverse spiegazioni sul perché potrebbe esistere. È possibile che i ritardi possano essere spiegati dalla struttura di questo ambiente, con i raggi gamma a bassa e alta energia "provenienti da diverse parti del getto o creati attraverso un meccanismo diverso", ha affermato il ricercatore principale del Telescopio di grandi aree Peter Michelson , un professore di fisica della Stanford University affiliato al Dipartimento dell'Energia.
Un'altra teoria molto più speculativa suggerisce che forse i ritardi nel tempo non derivano da nulla nell'ambiente attorno al buco nero, ma dal lungo viaggio dei raggi gamma dal buco nero ai nostri telescopi. Se l'idea teorizzata della gravità quantistica è corretta, nella sua scala più piccola lo spazio non è un mezzo liscio ma una schiuma tumultuosa e bollente di "schiuma quantica". I raggi gamma a energia più bassa (e quindi più leggeri) viaggerebbero più velocemente attraverso questa schiuma rispetto ai raggi gamma a energia più elevata (e quindi più pesanti). Nel corso di 12,2 miliardi di anni luce, questo effetto molto piccolo potrebbe comportare un ritardo significativo.
I risultati di Fermi forniscono fino ad oggi il test più forte della velocità della consistenza della luce a queste energie estreme. Mentre Fermi osserva più lampi di raggi gamma, i ricercatori possono cercare ritardi temporali che variano rispetto ai lampi. Se è presente l'effetto della gravità quantistica, i ritardi nel tempo dovrebbero variare in relazione alla distanza. Se l'ambiente attorno all'origine del burst è la causa, il ritardo dovrebbe rimanere relativamente costante, non importa quanto lontano si sia verificato il burst.
"Questo scoppio solleva ogni sorta di domande", dice Michelson. "Tra qualche anno avremo un buon campione di raffiche e potremmo avere delle risposte".
Fonte: Eurekalert
