Osservati i dettagli di un lampo gamma

Concetto artistico di lampo gamma (Immagine NASA's Goddard Space Flight Center)
Concetto artistico di lampo gamma (Immagine NASA’s Goddard Space Flight Center)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive l’osservazione di un lampo gamma catalogato come GRB 160625B. Un team internazionale di astronomi guidato da Eleonora Troja dell’Università del Maryland ha utilizzato una serie di telescopi dopo la sua scoperta con il telescopio spaziale Fermi della NASA per rilevare le proprietà di quest’evento estremamente energetico, la sua geometria, l’orientamento del suo getto e l’origine del suo lampo ottico estremamente brillante.

I lampi gamma (in inglese Gamma-Ray Burst, GRB) sono emissioni estremamente intense di raggi gamma che possono durare anche solo pochi millisecondi ma anche arrivare a molti minuti. Si tratta degli eventi più energetici osservabili dato che il Big Bang non è osservabile perciò per innescarlo ci vogliono oggetti estremi come buchi neri o almeno stelle di neutroni.

Il lampo gamma scoperto dal telescopio spaziale Fermi è stato osservato il 25 giugno 2016 e anche dal telescopio MASTER-IAC (parte della rete russa di telescopi robotici MASTER) e dai radiotelescopi ATCA (Australia Telescope Compact Array) e VLA (Very Large Array). La sensibilità a frazioni molto diverse dello spettro elettromagnetico dei vari strumenti ha permesso di raccogliere molti dati utili su questo fenomeno.

GRB 160625B è avvenuto a una distanza di circa 9 miliardi di anni luce dalla Terra ed è risultato particolarmente brillante anche per gli standard dei lampi gamma perché un getto era puntato verso la Terra. Ciò ha permesso di studiarlo in modo più dettagliato rispetto alla media e di capire meglio la sua evoluzione, un processo sul quale gli astrofisici avevano ancora molte domande.

L’origine di GRB 160625B è stata attribuita al collasso di una stella molto massiccia, alcune decine di volte la massa del Sole, con la conseguente nascita di un buco nero. Nell’immagine vengono mostrati i getti di particelle espulsi dal nucleo collassato a velocità vicine a quelle della luce.

I dati raccolti mostrano innanzitutto che il buco nero genera un campo magnetico talmente intenso da dominare l’energia dei getti che si formano in seguito al lampo. Successivamente, è la materia che fa anch’essa parte di quei getti ad assumere un ruolo cruciale e questa è stata la prima sorpresa perché in generale gli astrofisici pensavano che i getti fossero dominato da una delle due componenti mentre l’osservazione di GRB 160625B mostra che entrambe sono importanti.

Le osservazioni suggeriscono che la radiazione di sincrotrone, il risultato dell’accelerazione degli elettroni su una traiettoria curva o a spirale, alimenta la prima fase del lampo, chiamata in gergo fase prompt. Altri meccanismi erano stati proposti ma la radiazione di sincrotrone è l’unico che possa creare lo stesso tipo di polarizzazione e lo stesso spettro osservato nel lampo GRB 160625B.

I radiotelescopi sono importanti per capire le varie proprietà del lampo gamma ma per ora sono pochi gli eventi di quel tipo osservati da questi strumenti. Questi eventi possono avere una durata brevissima perciò è necessario che ci sia una rapida reazione per catturarli e pochi osservatori radio hanno questa possibilità. Lo SKA, il radiotelescopio di nuova generazione in fase di costruzione, potrebbe essere la soluzione.

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