Nuove conferme che il lampo gamma più brillante mai rilevato è stato causato dal collasso di una stella massiccia

Rappresentazione artistica del lampo gamma GRB221009A con i getti relativistici provenienti dal buco nero al centro (Immagine cortesia Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)
Rappresentazione artistica del lampo gamma GRB221009A con i getti relativistici provenienti dal buco nero al centro (Immagine cortesia Aaron M. Geller / Northwestern / CIERA / IT Research Computing and Data Services)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta uno studio sul lampo gamma catalogato come GRB221009A, il più brillante mai rilevato, che conferma che è stato causato dal collasso di una stella massiccia, che successivamente è esplosa in una supernova. Un team di ricercatori guidati dalla Northwestern University ha usato dati raccolti con il telescopio spaziale James Webb e con il radiotelescopio ALMA per ottenere le informazioni necessarie a supportare le loro conclusioni. Rimane il mistero dell’assenza di tracce della generazione di elementi pesanti come platino e oro, che pensavano potessero essere associati a supernove che portano a lampi gamma molto potenti.

Il lampo gamma GRB221009A è stato osservato il 9 ottobre 2022 e fin dall’inizio gli astronomi si sono resi conto della sua estrema potenza. È stato definito il lampo gamma del secolo e i media anglosassoni lo hanno anche chiamato il BOAT, un acronimo che in inglese significa Brightest Of All Time, il più brillante di tutti i tempi.

Le prime analisi del lampo gamma GRB221009A erano state pubblicate poco più di un anno fa con ricostruzioni in cui c’è stato il collasso del nucleo di una stella massiccia che ha portato alla nascita di un buco nero che emette getti relativistici di particelle ad altissima energia in direzioni opposte mentre inghiotte i materiali che lo circondano.

Lo studio del lampo gamma GRB221009A è continuato e ora il team della Northwestern University ha portato conferme della ricostruzione precedente con alcune sorprese. I ricercatori hanno usato osservazioni condotte dagli strumenti NIRSpec e MIRI del telescopio spaziale James Webb per ottenere dati spettroscopici nell’infrarosso vicino dell’evento e delle sue conseguenze.

Il bagliore residuo, chiamato in gergo afterglow, offre informazioni ma allo stesso tempo cela le tracce della supernova perciò è stato necessario attendere mesi perché la luminosità calasse abbastanza. Per separare la luce della supernova da quella dell’afterglow i ricercatori hanno combinato le osservazioni condotte con Webb con altre condotte con il radiotelescopio ALMA.

Quando i ricercatori hanno potuto ottenere i dati che cercavano, hanno visto che la supernova che ha generato il lampo gamma GRB221009A sembrava normale, simile ad altre che hanno generato lampi gamma decisamente meno potenti. Anche nella generazione di elementi chimici la supernova sembra normale: sono state rilevate le tracce spettroscopiche di elementi come calcio e ossigeno ma non di altri più pesanti come oro e platino.

Un’ipotesi riguardante la potenza del lampo gamma GRB221009A la lega alla forma e struttura dei getti relativistici emessi dal buco nero neonato. Se questi getti sono stretti, producono un raggio di luce più concentrato e più luminoso. A supporto di quest’ipotesi c’è uno dei getti più stretti visti finora in occasione di un lampo gamma.

Gli studi del lampo gamma GRB221009A sono tutt’altro che terminati e possono comprendere esami dell’ambiente circostante. Osservazioni spettroscopiche della galassia che ospita la stella progenitrice mostrano tracce di un’intensa formazione stellare. L’ambiente in cui è nata quella stella potrebbe essere peculiare per quanto riguarda le sue caratteristiche chimiche, con una minore presenza rispetto alla media di elementi più pesanti di idrogeno ed elio. Insomma, un gas quasi primordiale, ben poco arricchito da elementi pesanti generati da precedenti supernove.

Capire se le caratteristiche della galassia ospite abbiano influenzato la potenza del lampo gamma GRB221009A costituisce uno dei prossimi passi della ricerca. All’inizio degli studi c’era chi pensava di poter trovare spiegazioni alla sua potenza non previste dagli attuali modelli ma ora ciò sembra meno probabile. L’interesse verso un evento straordinario rimane vivo e la notevole quantità di rilevazioni, continuate nel tempo per monitorare la sua evoluzione, aiutano a compiere analisi approfondite.

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