Credito d'immagine: NASA
Tre potenti esplosioni provenienti da tre regioni completamente diverse nello spazio hanno lasciato gli scienziati in difficoltà. Le esplosioni, che sono durate solo pochi secondi, potrebbero essere i primi sistemi di allarme per esplosioni di stelle chiamate supernovae, che potrebbero iniziare ad apparire da un giorno all'altro.
Le prime due esplosioni, chiamate lampi di raggi X, si sono verificate il 12 e 16 settembre. Sono state seguite da una più potente esplosione del 24 settembre che sembra essere sulla cuspide tra un lampo di raggi X e un raggio gamma a tutti gli effetti. scoppiare, una scoperta interessante a sé stante. Se questi segnali portassero a supernovae, come previsto, gli scienziati avrebbero uno strumento per prevedere le esplosioni di stelle e poi guardarle esplodere dall'inizio alla fine.
Un team guidato dal Dr. George Ricker del Massachusetts Institute of Technology ha rilevato le esplosioni con il NASA High-Energy Transient Explorer (HETE-2). I team scientifici di tutto il mondo che utilizzano osservatori spaziali e terrestri si sono uniti, lacerati e in conflitto su quale regione esplosa per seguire da vicino.
"Ogni scoppio è stato bellissimo", ha detto Ricker. “A seconda di come si evolvono, potrebbero supportare importanti teorie sulle esplosioni di supernove e raggi gamma. Le ultime due settimane sono state come "cazzo, fuoco, ricarica". La natura continua a fornire, e il nostro satellite HETE-2 continua a rispondere in modo impeccabile. "
Le esplosioni di raggi gamma sono le esplosioni più potenti conosciute oltre al Big Bang. Molti sembrano essere causati dalla morte di una massiccia stella che collassa in un buco nero. Altri potrebbero provenire dalla fusione di buchi neri o stelle di neutroni. In entrambi i casi, l'evento probabilmente produce getti gemelli e stretti in direzioni opposte, che portano enormi quantità di energia. Se uno dei getti punta sulla Terra, vediamo questa energia come uno scoppio di "raggi gamma".
I lampi di raggi X a energia inferiore potrebbero essere lampi di raggi gamma visti leggermente fuori angolo rispetto alla direzione del getto, in qualche modo simile a come una torcia è meno accecante se vista ad angolo. La maggior parte delle particelle di luce dei lampi di raggi X, chiamati fotoni, sono raggi X - energici, ma non altrettanto potenti dei raggi gamma. Entrambi i tipi di raffiche durano da pochi millisecondi a circa un minuto. HETE-2 rileva le esplosioni, studia le loro proprietà e fornisce una posizione in modo che altri osservatori possano studiare in dettaglio il bagliore scoppiato.
Il trio di raffiche delle ultime settimane ha il potenziale di risolvere due dibattiti di vecchia data. Alcuni scienziati affermano che i lampi di raggi X sono bestie diverse tutte insieme, non correlate alle esplosioni di raggi gamma e alle massicce esplosioni di stelle. Rilevare una supernova nella regione in cui è apparso il lampo di raggi X avrebbe confutato questa convinzione, confermando invece la connessione tra i due. Le osservazioni di follow-up dell'esplosione del 24 settembre, denominate GRB040924 per la data in cui è stata osservata, stanno già consolidando la teoria di un continuum di esplosione cosmica dai raggi X che si diffondono attraverso lampi di raggi gamma.
Più interessante per i cacciatori di supernova è il fatto che i lampi di raggi X sono più vicini alla Terra di quanto lo siano i lampi di raggi gamma. Mentre è stata stabilita la connessione tra i lampi di raggi gamma e le supernove, queste supernove sono troppo distanti per essere studiate in dettaglio. I lampi di raggi X potrebbero essere segnali per le supernovae in cui gli scienziati possono effettivamente affondare i denti e osservare in dettaglio. Eppure per ora, è solo guardare e aspettare.
"L'anno scorso la scoperta di GRB030329 da parte di HETE-2 ha sigillato la connessione tra esplosioni di raggi gamma e supernovae massicce", ha affermato il prof. Stanford Woosley dell'Università della California a Santa Cruz, che ha sostenuto diverse teorie sulla fisica delle esplosioni stellari. “Queste due esplosioni di settembre potrebbero essere la prima volta che vediamo un lampo di raggi X che porta a una supernova. Potremmo saperlo molto presto. "
Oltre a tutto ciò, GRB040924 registra la generazione della risposta più veloce di sempre per un satellite a raggi gamma. HETE-2 ha rilevato lo scoppio e ha trasmesso le informazioni attraverso la rete di coordinate Burst a raggi gamma gestita dalla NASA in meno di 14 secondi, il che ha portato a un rilevamento ottico circa 15 minuti dopo con il telescopio Palomar da 60 pollici, a nord di San Diego. Il Dr. Derek Fox di Caltech è stato il protagonista di questa osservazione.
"Ci aspettiamo molto di più da questo tipo di scienza entusiasmante dopo il lancio di Swift", ha dichiarato la dott.ssa Anne Kinney, direttrice della divisione universo della NASA. Swift, che verrà lanciato ad ottobre, contiene tre telescopi (raggio gamma, raggi X e UV / ottico) per il rilevamento rapido di scoppi, rapido trasferimento di informazioni e osservazioni immediate di follow-up del bagliore.
HETE è stato costruito dal MIT come missione di opportunità nell'ambito del Programma Explorer della NASA, collaborazione tra università statunitensi, laboratorio nazionale Los Alamos e scienziati e organizzazioni in Brasile, Francia, India, Italia e Giappone.
Ulteriori informazioni sulla fisica delle esplosioni di stelle:
Mentre molti scienziati affermano che i lampi di raggi X sono lampi di raggi gamma visti leggermente fuori angolo, un'altra teoria è che l'esplosione di stelle che causa il lampo di raggi X è ricca di barioni (una famiglia di particelle che include protoni e neutroni), come al contrario dei leptoni (particelle che includono elettroni). Un'esplosione dominata da barioni produrrebbe più raggi X e un'esplosione dominata da leptone produrrebbe più raggi gamma. Questo perché i barioni si muovono più lentamente dei leptoni; e una materia in movimento più lenta farebbe scoppiare più dolcemente (energia più bassa) a tutti gli angoli.
Secondo il dottor Stanford Woosley, la connessione di scoppio di supernova / raggio gamma è questa: quando una stella massiccia esaurisce il combustibile nucleare, il suo nucleo collasserà, ma senza che la parte esterna della stella lo sappia. All'interno si forma un buco nero circondato da un disco di materia in accumulo e, in pochi secondi, questo lancia un getto di materia lontano dal buco nero che alla fine fa esplodere il raggio gamma. Il getto perfora il guscio esterno della stella circa nove secondi dopo la sua creazione. Il getto di materia, insieme ai venti vigorosi del nichel-56 radioattivo appena forgiato che soffia dal disco interno, frantuma la stella in pochi secondi. Questo frantumazione rappresenta l'evento della supernova e la quantità di nichel radioattivo 56 dà la sua luminosità. Tuttavia, dal nostro punto di vista, non vedremo la supernova fino a circa due settimane dopo lo scoppio dei raggi gamma perché la regione è avvolta da gas e polvere, bloccando la luce.
Fonte originale: Comunicato stampa della NASA
