Per oltre sessant'anni, gli astronomi hanno esplorato l'Universo alla ricerca di sorgenti di raggi X. Noto per essere associato a stelle, nuvole di gas surriscaldato, mezzi interstellari ed eventi distruttivi, il rilevamento di raggi X cosmici è un lavoro impegnativo. Negli ultimi decenni, gli astronomi hanno beneficiato immensamente dello spiegamento di telescopi orbitali come l'Osservatorio dei raggi X di Chandra.
Da quando è stato lanciato il 23 luglio 1999, Chandra è stata la missione principale della NASA per l'astronomia a raggi X. E la scorsa settimana (giovedì 30 marzo 2017), l'Osservatorio ha realizzato qualcosa di molto impressionante. Usando la sua suite di strumenti avanzati, l'osservatorio ha catturato un misterioso lampo proveniente dallo spazio profondo. Non solo questa è stata la fonte di raggi X più profonda mai osservata, ma ha anche rivelato quello che potrebbe essere un fenomeno completamente nuovo.
Situata nella regione del cielo conosciuta come Chandra Deep Field-South (CDF-S), questa sorgente di emissione di raggi X sembra provenire da una piccola galassia situata a circa 10,7 miliardi di anni luce dalla Terra. Aveva anche alcune proprietà straordinarie, che producevano più energia nello spazio di pochi minuti che tutte le stelle della galassia combinavano.
Originariamente rilevata nel 2014 da un team di ricercatori della Penn State University e della Pontificia Università Cattolica del Cile a Santiago, in Cile, questa fonte non è stata nemmeno rilevata nella banda dei raggi X all'inizio. Tuttavia, ha rapidamente attirato l'attenzione del team quando è scoppiato ed è diventato 1000 più luminoso nel giro di poche ore. A questo punto, i ricercatori hanno iniziato a raccogliere dati utilizzando lo spettronomo di imaging CCD avanzato di Chandra.
Un giorno dopo l'accensione, la sorgente di raggi X era sbiadita al punto che Chandra non era più in grado di rilevarla. Come Niel Brandt - il professore di astronomia e astrofisica di Verne M. Willaman a Penn State e parte del team che lo ha osservato per la prima volta - ha descritto la scoperta in un comunicato stampa di Penn State:
"Questa fonte in fiamme è stata un meraviglioso bonus a sorpresa che abbiamo scoperto per caso nei nostri sforzi per esplorare il regno mal compreso dell'universo dei raggi ultra-deboli. Abbiamo sicuramente "avuto fortuna" con questa scoperta e ora abbiamo un nuovo entusiasmante fenomeno transitorio da esplorare negli anni futuri. "
Migliaia di ore di dati legacy dai telescopi spaziali Hubble e Spitzer sono stati quindi consultati al fine di determinare la posizione della sorgente di raggi X CDF-S. E sebbene gli scienziati siano stati in grado di determinare che l'immagine della sorgente di raggi X l'ha posizionata oltre quella che era stata osservata in precedenza, non sono del tutto chiari su ciò che avrebbe potuto causarla.
Da un lato, potrebbe essere il risultato di una sorta di evento distruttivo, o qualcosa che gli scienziati non hanno mai visto prima. La ragione di ciò ha a che fare con il fatto che i lampi di raggi X arrivano anche con un lampo di raggi gamma (GRB), che qui sembra mancare. In sostanza, i GRB sono esplosioni a getto scatenate dal collasso di una stella massiccia o dalla fusione di due stelle di neutroni (o una stella di neutroni con un buco nero).
Per questo motivo, sono state suggerite tre possibili spiegazioni. Nel primo, la sorgente di raggi X CDF-S è in effetti il risultato di una stella o fusione in collasso, ma i getti risultanti non sono puntati verso la Terra. Nel secondo, lo stesso scenario è responsabile della sorgente di raggi X, ma il GRB si trova oltre la piccola galassia. La terza possibile spiegazione è che l'evento è stato causato da un buco nero di medie dimensioni che distrugge una stella nana bianca.
Sfortunatamente, nessuna di queste spiegazioni sembra adattarsi ai dati. Tuttavia, questo gruppo di ricerca ha anche osservato che queste possibilità non sono così ben comprese, dal momento che nessuna è stata osservata nell'universo. Franz Bauer, astronomo della Pontificia Università Cattolica del Cile, ha dichiarato: "Da quando abbiamo scoperto questa fonte, abbiamo avuto difficoltà a comprenderne l'origine. È come se avessimo un puzzle ma non abbiamo tutti i pezzi. "
Chandra non solo non ha osservato altre fonti di raggi X come questa durante i 17 anni in cui ha esaminato la regione CDF-S, ma nessun telescopio simile è stato osservato in nessun punto dell'Universo in tutto l'Universo durante i suoi quasi due decenni di funzionamento . Inoltre, questo evento è stato più luminoso, di breve durata e si è verificato in una galassia ospite più piccola e più giovane di altre fonti di raggi X inspiegabili.
Da tutto ciò, l'unico aspetto da asporto sembra essere che l'evento era probabilmente il risultato di un evento catastrofico, come una stella di neutroni o una nana bianca che veniva lacerata. Ma il fatto che nessuna delle spiegazioni più plausibili sembra spiegare le sue peculiari caratteristiche sembrerebbe suggerire che gli astronomi potrebbero aver assistito a un tipo completamente nuovo di evento cataclismico.
Lo studio del team - "Una nuova, debole popolazione di transitori di raggi X" - è disponibile online e sarà pubblicato nel numero di giugno 2017 del Avvisi mensili della Royal Astronomical Society. Nel frattempo, gli astronomi passeranno al setaccio i dati acquisiti da Chandra e altri osservatori a raggi X - come XMM-Newton dell'ESA e Swift Gamma-Ray Burst Mission della NASA - per vedere se riescono a trovare altri casi di questo tipo di evento .
E, naturalmente, anche i futuri sondaggi condotti utilizzando Chandra e i telescopi a raggi X di prossima generazione saranno alla ricerca di questo tipo di lampi a raggi X di breve durata e ad alta energia. Va sempre bene quando l'Universo ci lancia una palla curva. Non solo ci mostra che dobbiamo imparare di più, ma ci insegna anche che non dobbiamo mai diventare compiacenti nelle nostre teorie.
Assicurati di dare un'occhiata anche a questa animazione della sorgente di raggi X CDF-S, per gentile concessione dell'Osservatorio dei raggi X di Chandra:
