Il telescopio a raggi X di Swift ha catturato questa immagine di GRB050509b incorporata nell'emissione di raggi X diffusa associata al cluster di galassie. Credito d'immagine: NASA. Clicca per ingrandire.
Due miliardi di anni e 25 giorni fa, un evento destinato ad essere uno spartiacque nella comunità astronomica si è svolto in una galassia lontana? un'esplosione di raggi gamma che dura solo un trentesimo di secondo. L'osservatorio Swift dal nome appropriato "vide" le gamme con il suo strumento Burst Alert Telescope (BAT), elaborò approssimativamente la loro provenienza e ruotò i suoi raggi X e i suoi telescopi UV. La GCN internazionale (GRB Coordinates Network) si è illuminata con gli avvisi degli osservatori di tutto il mondo (e fuori nello spazio), riportando ciò che hanno trovato quando hanno guardato lì. I dati sono arrivati dalla Namibia, dalle Canarie, dagli Stati Uniti continentali, dal Cile, dall'India, dai Paesi Bassi e soprattutto dalle Hawaii. I principali telescopi ottici del mondo, il VLT, i Kecks, i Gemelli, i Subaru, entrarono tutti in azione; lo spettro elettromagnetico era coperto da gamme di energia estremamente alta alla radio.
E tutto per cosa? Qualche dozzina di raggi gamma più una dozzina di raggi X? Gli astronomi sanno da oltre un decennio che i lampi di raggi gamma (GRB) sono di due tipi diversi:? Long-soft? e? breve-duro ?. GRB050509b è stato breve. Durò circa 30 ms, il suo spettro gamma aveva più? Duro? gamme di? soft? quelli, ed era la prima volta che veniva rilevato un bagliore di raggi X.
Gli astronomi hanno "cercato disperatamente bagliori" per anni. Queste sono le radiografie, i raggi UV, ottici, IR e le onde radio che fluiscono dal sito del GRB, dopo che le code di radiazione gamma sono state disattivate. Poiché siamo in grado di individuare l'origine di questi in modo più accurato rispetto agli stessi GRB, trovare afterglows è il primo passo per capire quali sono.
Prima di GRB050509b, gli astronomi si appoggiavano alla teoria secondo cui i GRB long-soft sono supernove a collasso centrale (collapsar). Mentre ci sono state dozzine di articoli teorici pubblicati su quali GRB corti potrebbero essere, solo tre scenari sembravano adattarsi ai dati dei raggi gamma? la fusione (o collisione) di una stella di neutroni con un'altra (o un buco nero), un bagliore gigante da una magnetar (un "terremoto" in una stella di neutroni intensamente magnetica) o una variazione sul tema del collasso.
Ora il primo di quelli che saranno probabilmente centinaia di articoli su GRB050509b è stato presentato per la pubblicazione. I 28 autori concludono che "ora esiste un supporto osservazionale per l'ipotesi che scoppi brevi e duri sorgano durante la fusione di un binario compatto (due stelle di neutroni o una stella di neutroni e un buco nero)".
La chiave per i ricercatori? la conclusione è la "localizzazione" del bagliore radiografico.
Il telescopio a raggi X di Swift rilevò i raggi X provenienti dalla stessa regione del cielo dei gamme; dopo qualche indovinello per legare l'apparente posizione dei raggi X agli astronomi? sistema di coordinate (RA e Dec), il team Swift XRT ha determinato che il bagliore successivo proveniva da un cerchio di circa 15 "(secondi d'arco) di diametro, il cui centro si trova a circa 10" dal cuore di una galassia ellittica (che ora ha il nome memorabile G1 ), esso stesso membro di un ricco gruppo di galassie bagnate dai raggi X. Come facevano a sapere che era un postluminescenza? Perché è sbiadito; il bagliore a raggi X diffuso dai cluster non lo fa.
E nonostante guardi con molta attenzione, nessun altro bagliore elettromagnetico è stato rilevato.
Quindi ora i nostri 28 astronomi hanno dovuto capire se la periferia di G1 è dove avveniva la celebrità, o da qualche altra parte; qual è l '"host", in lingua astronomica.
L'astronomia moderna fa un uso pesante delle statistiche; per essere sicuri di non avere un colpo di fortuna, i ricercatori normalmente vogliono molti e molti esempi. In questo caso, le uniche statistiche che gli autori del documento potrebbero fare sono i calcoli? quanto è probabile che si verifichi un GRB breve (supponendo che tali eventi stardeath) si verifichino? una galassia ellittica, in un ricco ammasso, per caso? Molti diversi? Quanto è probabile? sono state poste domande; le risposte in tutti i casi sono "non molto probabili". Tuttavia, nessuno esclude la sfortuna.
I nostri ricercatori potrebbero ora rivolgersi ai vari modelli teorici di GRB corti e rigidi e di bagliori GRB, per vedere come i dati osservativi si adattano alle aspettative teoriche, supponendo che il GRB sia andato in G1.
La buona notizia (n. 1) è che i dati afterglow corrispondono bene: i GRB short-hard rilasciano molta meno energia (gamma) rispetto a quelli long-soft (quindi i afterglow dai GRB short-hard dovrebbero essere più deboli; l'energia gamma è un indicatore dell'energia utilizzata per alimentare il bagliore). Meglio ancora, dal momento che ciò in cui si infrangono i detriti scoppiati determina quanto sarà luminoso il bagliore finale, il debole bagliore GRB050509b è proprio quello che ti aspetteresti se fosse accaduto nel gas rarefatto del mezzo interstellare di un ellittico (i bagliori crollati sono in parte luminosi perché accadono nei resti disordinati delle nuvole di polvere di gas da cui sono nati pochi milioni di anni prima).
La seconda buona notizia è che in G1 non è stata trovata alcuna traccia della recente formazione stellare, quindi praticamente si esclude un collasso come progenitore. Perché? Perché i collapsar sono stelle molto giovani e quindi non possono essersi allontanati molto dalla loro città natale prima della loro morte. Inoltre, i detriti anche della supernova collapsar più debole sarebbero stati visibili, diversi giorni dopo.
Che dire di un bagliore gigante da una magnetar? Questo non può essere fortemente escluso per GRB050509b, ma una magnetar in una galassia come G1 non è molto probabile, e GRB050509b era mille volte più luminosa del più forte bagliore magnetico che abbiamo visto finora.
Ciò lascia la fusione di una stella di neutroni binaria (o binaria NS-BH). Dove troveremmo un binario del genere, appena pronto per unire? Potrebbero certamente essere trovati nella periferia delle galassie a spirale o in ammassi globulari, ma le galassie ellittiche giganti come G1 sono principalmente dove.
Quindi è chiuso? Non proprio. "Altri modelli di progenitori sono ancora praticabili e ulteriori scoppi rapidamente localizzati della missione Swift aiuteranno senza dubbio a chiarire ulteriormente il quadro dei progenitori."
GRB050509b potrebbe essere una celebrità in una galassia molto più distante? Forse una delle dozzine di chiazze sfocate (un ammasso di galassie molto più distante? Tali allineamenti probabilistici sono molto comuni) dentro o vicino al bagliore dei raggi X? Forse questo sarà discusso in futuri articoli su GRB050509b.
Fonte originale: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
