Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta l’osservazione di un lampo gamma catalogato come GRB 171205A associato a una supernova catalogata come SN 2017iuk che è stata decine di volte più luminosa di quanto sia in genere quel tipo di evento, tanto da rientrare nella categoria delle ipernove. Un team di astronomi guidato da Luca Izzo dell’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) e associato INAF (Istituto Nazionale di astrofisica) che include altri ricercatori dell’INAF ha rilevato per la prima volta interazione tra il getto che ha causato il lampo e gli strati più esterni della stella esplosa. Ciò ha permesso di capire meglio i meccanismi che uniscono ipernove e lampi gamma, connessi a un “bozzolo caldo”.
Quando le stelle stanno per esplodere, è normale che espellano gli strati più esterni, che normalmente sono composti di idrogeno. Nelle ipernove di tipo Ic, quegli strati sono contengono molti elementi chimici più pesanti, arrivando fino al ferro, che vengono espulsi a velocità che possono raggiungere i 30.000 km/s, un decimo della velocità della luce. Ciò succede nell’agonia delle stelle molto massicce, almeno 30 volte più massicce del Sole. Quando esse arrivano al collasso finale, due getti di materiali vengono espulsi dai loro poli con un’energia tale da raggiungere l’esterno generando emissioni elettromagnetiche estremamente forti, in particolare il lampo gamma. A quel punto avviene l’espulsione degli strati esterni e quindi l’ipernova.
Non tutto era chiaro riguardo ai meccanismi dell’ipernova e del lampo gamma a essa associato ma nuove informazioni sono state raccolte dopo che il lampo gamma GRB 171205A è stato rilevato dal telescopio spaziale Swift in una galassia a circa 500 milioni di anni luce dalla Terra il 5 dicembre 2017. Si tratta di uno dei lampi gamma di lunga durata più vicini mai rilevati ed è un evento che mediamente avviene una volta ogni dieci anni. La conseguenza è stata che è cominciata subito un’intensa campagna di osservazioni per studiare l’ipernova dalle sue primissime fasi riuscendo a ottenere la più rapida rilevazione di quel tipo di fenomeno, meno di un giorno dopo il collasso della stella progenitrice.
Il telescopio da 10.4 metri GranTeCan di La Palma alle Canarie e il VLT dell’ESO in Cile hanno permesso di effettuare osservazioni approfondite che hanno indicato che si trattava di un evento diverso da una comune supernova. Le rilevazioni delle firme chimiche degli elementi espulsi e la loro velocità corrispondevano alle stime teoriche sull’esistenza di un bozzolo che segue il getto che emerge dalla fotosfera della stella progenitrice. Il bozzolo ha portato materiali fuori dall’interno della stella ma quella componente è durata solo un paio di giorni e successivamente l’ipernova si è evoluta in un modo simile a quelle osservate in precedenza.
L’immagine in alto (cortesia Antonio de Ugarte Postigo (IAA-CSIC). Tutti i diritti riservati) mostra l’immagine presa dal GranTeCan dell’ipernova SN 2017iuk. L’immagine in basso (cortesia Anna Serena Esposito. Tutti i diritti riservati) mostra una rappresentazione artistica delle prime fasi del tipo di esplosione avvenuto in quest’ipernova.
Una sorpresa è arrivata dalla stima dell’energia emessa dal bozzolo, che è risultata più elevata di quella emessa nel lampo gamma. Ciò indica che il getto aveva trasferito una notevole parte della sua energia interna al bozzolo, mostrando che in quei lampo gamma l’energia dipende soprattutto dall’interazione tra il getto e il materiale della stella progenitrice. In sostanza, i ricercatori hanno individuato un ruolo importante del bozzolo e nelle sue interazioni presente in varie supernove di tipo Ic e Ib e in ipernove non associate a lampi gamma. Questi eventi rilasciano enormi quantità di energia sia nel lampo gamma che nell’esplosione perciò gli astronomi sono molto interessati ai loro meccanismi.
