Un lampo di raggi gamma rilevato dall'osservatorio integrale di raggi gamma dell'ESA il 3 dicembre 2003 è stato accuratamente studiato per mesi da un'armata di osservatori spaziali e terrestri. Gli astronomi hanno ora concluso che questo evento, chiamato GRB 031203, è il più vicino scoppio di raggi gamma cosmici mai registrato, ma anche il più debole. Ciò suggerisce anche che un'intera popolazione di esplosioni di raggi gamma sotto-energetici è finora passata inosservata ...
I lampi di raggi gamma cosmici (GRB) sono lampi di raggi gamma che possono durare da meno di un secondo a pochi minuti e si verificano in posizioni casuali nel cielo. Si pensa che una grande parte di essi derivi quando viene creato un buco nero da una stella morente in una galassia lontana. Gli astronomi credono che un disco caldo che circonda il buco nero, fatto di gas e materia che cade su di esso, emetta in qualche modo un raggio energetico parallelo all'asse di rotazione.
Secondo il quadro più semplice, tutti i GRB dovrebbero emettere quantità simili di energia di raggi gamma. La frazione di esso rilevata sulla Terra dovrebbe quindi dipendere dalla "larghezza" (angolo di apertura) e dall'orientamento del raggio, nonché dalla distanza. L'energia ricevuta dovrebbe essere maggiore quando il raggio è stretto o punta verso di noi e più piccolo quando il raggio è largo o punta lontano da noi. Nuovi dati raccolti con gli osservatori ad alta energia dell'ESA, Integral e XMM-Newton, mostrano ora che questa immagine non è così chiara e che la quantità di energia emessa dai GRB può variare in modo significativo. "L'idea che tutti i GRB emettano la stessa quantità di raggi gamma o che siano" candele standard "come le chiamiamo noi, è semplicemente esclusa dai nuovi dati", ha affermato il dott. Sergey Sazonov, dello Space Research Institute del Russian Academy of Sciences, Mosca (Russia) e il Max-Planck Institute for Astrophysics, Garching vicino a Monaco (Germania).
Sazonov e un team internazionale di ricercatori hanno studiato il GRB rilevato da Integral il 3 dicembre 2003 e gli è stato assegnato il nome in codice di GRB 031203. Entro un record di 18 secondi dall'esplosione, il sistema di allarme Integral Burst aveva individuato la posizione approssimativa di GRB 031203 in il cielo e ha inviato le informazioni a una rete di osservatori in tutto il mondo. Alcune ore dopo, uno di loro, l'XMM-Newton dell'ESA, ha determinato una posizione molto più precisa per GRB 031203 e ha rilevato una sorgente di raggi X in rapido svanimento, che è stata successivamente vista da radiotelescopi e telescopi ottici sul terreno.
Questa ricchezza di dati ha permesso agli astronomi di determinare che 031203 GRB è esploso in una galassia a meno di 1300 milioni di anni luce di distanza, rendendolo il GRB più vicino mai osservato. Anche così, il modo in cui GRB 031203 si affievoliva con il tempo e la distribuzione della sua energia non era diverso da quello dei GRB distanti. Quindi, gli scienziati hanno iniziato a rendersi conto che il concetto di "candela standard" potrebbe non reggere. "Essere così vicini dovrebbe far apparire GRB 031203 molto luminoso, ma la quantità di raggi gamma misurata da Integral è circa mille volte inferiore a quella che normalmente ci aspetteremmo da un GRB", ha detto Sazonov.
Una raffica di raggi gamma osservata nel 1998 in una galassia più vicina appariva ancora più debole, circa cento volte meno luminosa di GRB 031203. Gli astronomi, tuttavia, non potevano dire in modo conclusivo se quello fosse un vero GRB perché la maggior parte della sua energia era emessa principalmente come Raggi X anziché raggi gamma. Il lavoro del team di Sazonov su GRB 031203 ora suggerisce che possono effettivamente esistere GRB intrinsecamente più deboli.
Un team di astronomi statunitensi, coordinato da Alicia Soderberg del California Institute of Technology, Pasadena (USA), ha studiato il "bagliore" di GRB 031203 e ha dato ulteriore supporto a questa conclusione. Il bagliore finale, emesso quando l'onda d'urto di un GRB colpisce il mezzo diffuso che lo circonda, può durare settimane o mesi e progressivamente svanisce. Utilizzando l'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA, Soderberg e il suo team hanno visto che la luminosità dei raggi X del bagliore posteriore era circa mille volte più debole di quella dei tipici GRB distanti. Le osservazioni del team con il telescopio Very Large Array del National Radio Astronomy Observatory di Socorro (USA) hanno anche rivelato una fonte più debole del solito.
Sazonov e Soderberg spiegano che i loro team hanno cercato con attenzione i segni che GRB 031203 potesse essere inclinato in modo tale che la maggior parte della sua energia sfuggisse al rilevamento di Integral. Tuttavia, come ha detto Sazonov, "il fatto che la maggior parte dell'energia che vediamo sia emessa nel dominio dei raggi gamma, piuttosto che nei raggi X, significa che stiamo vedendo il raggio quasi sull'asse". È pertanto improbabile che gran parte della sua produzione di energia possa passare inosservata.
Questa scoperta suggerisce l'esistenza di una nuova popolazione di GRB molto più vicina ma anche più debole della maggior parte di quelli finora conosciuti, che sono molto energici ma distanti. Gli oggetti di questo tipo possono anche essere molto numerosi e quindi produrre esplosioni più frequenti.
La maggior parte di questa popolazione è finora sfuggita alla nostra attenzione perché si trova al limite del rilevamento con strumenti passati e presenti. L'integrale, tuttavia, può essere abbastanza sensibile da rivelarne qualcuna in più negli anni a venire. Questi potrebbero essere solo la punta dell'iceberg e i futuri osservatori di raggi gamma, come la prevista missione Swift della NASA, dovrebbero essere in grado di estendere questa ricerca a un volume molto più grande dell'Universo e trovare molti più GRB sub-energetici.
Fonte originale: comunicato stampa ESA
