Laboratorio di immagini concettuali presso il Goddard Space Flight Center della NASA
Gli scienziati sono in uno stato di panico da quando diversi rilevatori spaziali hanno rilevato un potente lampo di raggi gamma (GRB) nell’ottobre 2022, un lampo così attivo che gli astronomi lo hanno soprannominato BOAT (esplosione più brillante di sempre). Ora un team internazionale di astronomi ha analizzato un insolito picco di energia rilevato dal telescopio spaziale per raggi gamma Fermi della NASA e ha concluso che si trattava di uno spettro di emissione. Nuova carta Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science. Secondo gli autori, si tratta della prima riga di emissione ad alta confidenza mai osservata in 50 anni di studio dei lampi di raggi gamma.
Come riportato in precedenza, i lampi di raggi gamma sono esplosioni ad altissima energia in galassie distanti che durano da pochi millisecondi a diverse ore. Esistono due categorie di lampi di raggi gamma. La maggior parte (70%) sono esplosioni lunghe che durano più di 2 secondi, spesso accompagnate da un bagliore luminoso. Questi sono solitamente associati a galassie con rapida formazione stellare. Gli astronomi ritengono che le lunghe esplosioni siano legate alla morte di stelle massicce che collassano per formare una stella di neutroni o un buco nero (o in alternativa, una magnetar appena formata). Un piccolo buco nero produrrebbe getti di particelle ad alta energia che si muovono a una velocità prossima a quella della luce, abbastanza potenti da penetrare i resti della stella progenitrice ed emettere raggi X e raggi gamma.
I lampi di raggi gamma che durano meno di due secondi (circa il 30%) sono lampi brevi e di solito provengono da regioni con pochissima formazione stellare. Gli astronomi ritengono che questi lampi di raggi gamma siano il risultato di una fusione tra due stelle di neutroni, o di una stella di neutroni che si fonde con un buco nero, formando una kilonova. Questa ipotesi è stata avanzata È stato confermato nel 2017 Quando la collaborazione LIGO ha catturato il segnale delle onde gravitazionali di due stelle di neutroni mentre si fondevano, accompagnato da potenti lampi di raggi gamma associati alle kilonovae.
Diversi documenti Pubblicato L’anno scorso, la NASA ha pubblicato un rapporto sui risultati analitici di tutti i dati osservativi. Questi risultati hanno confermato che il lampo di raggi gamma 221009A era in realtà una BARCA, poiché appariva particolarmente brillante perché il suo getto stretto puntava direttamente verso la Terra. Ma le varie analisi hanno prodotto anche diversi risultati sorprendenti che hanno lasciato perplessi gli astronomi. In particolare, l’esplosione di una supernova avrebbe dovuto verificarsi poche settimane dopo l’esplosione iniziale, ma gli astronomi non ne hanno rilevata alcuna, forse perché era troppo debole e le dense nubi di polvere in quella parte del cielo stavano oscurando qualsiasi luce in arrivo.
All’inizio di quest’anno, gli astronomi hanno confermato che la barca proveniva da una supernova, grazie ai segni di elementi base come calcio e ossigeno che si prevede si trovino in una supernova. Tuttavia, non hanno trovato prove degli elementi pesanti attesi come il platino e l’oro, il che si collega alla domanda di lunga data sull’origine di tali elementi nell’universo. La barca può essere speciale in questo senso; Più dati ci diranno di più.
“Mi ha fatto venire la pelle d’oca”
Pochi minuti dopo l’eruzione, il monitor del lampo gamma dell’Osservatorio Fermi ha registrato un insolito picco di energia. Gli scienziati ora affermano che questa caratteristica è la prima linea di emissione ad alta sicurezza mai osservata in cinquant’anni di studio dei lampi di raggi gamma.
Secondo gli autori, la linea di emissione spettrale appena scoperta è probabilmente il risultato di una collisione di materia e antimateria, che produce una coppia di raggi gamma che vengono spostati verso il blu verso energie più elevate mentre osserviamo il getto. La presenza di emissione spettrale associata ai GRB è importante perché può far luce sulle specifiche sostanze chimiche coinvolte nelle reazioni. Ci sono stati studi precedenti che hanno riportato possibili prove di linee di assorbimento o di emissione in altri GRB, ma di solito si è rivelato più probabile che si trattasse di rumore statistico.
Ma non è questo il caso di quest’ultima scoperta, secondo il coautore Om Charan Salavia dell’INAF-Osservatorio di Brera a Milano, in Italia, che Lo ha aggiunto “Le probabilità che ciò si trasformi in una fluttuazione statistica sono ‘meno di una possibilità su mezzo miliardo'”, afferma la sua collega e coautrice dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, Maria Edvig Ravasio. Ha detto che Quando ha visto il cartello per la prima volta, “mi ha fatto venire la pelle d’oca”.
Perché gli astronomi hanno impiegato così tanto tempo per scoprirlo? Quando BOAT eruttò per la prima volta nel 2022, saturò la maggior parte dei rilevatori di raggi gamma nello spazio, incluso il telescopio spaziale Fermi, lasciandoli incapaci di misurare la parte più densa di quell’esplosione. La riga di emissione apparve solo cinque minuti buoni dopo l’esplosione, quando si era attenuata abbastanza da consentire a Fermi di effettuare una misurazione. L’emissione spettrale è durata circa 40 secondi e ha raggiunto un picco di energia di circa 12 MeV, rispetto ai 2 o 3 MeV della luce visibile, secondo gli autori.
Scienza, 2024. DOI: 10.1126/science.adj3638 (Informazioni sui DOI).
