Gli astronomi osservano da vicino l’epica esplosione

Rappresentazione artistica di un getto di lampi di raggi gamma relativistica (GRB), un’esplosione di una stella in collasso e l’emissione di fotoni ad alta energia. DESY, Laboratorio di Comunicazione Scientifica

Quando pensi agli eventi più drammatici nell’universo, potresti pensare alle stelle che attraversano una supernova o ai buchi neri che si scontrano e inviano increspature nello spazio-tempo. Ma le eruzioni più potenti che conosciamo sono qualcosa di più specifico e a malapena compreso: Lampi di raggi gamma. Queste esplosioni durano da millisecondi a ore e sono pari a un milione di trilioni di volte la luminosità del Sole, il che significa che Dai più energia Nei pochi secondi che di solito durano più di quanto il Sole darà nei suoi 10 miliardi di anni di vita.

Si pensa che questi eventi si verifichino quando una stella molto massiccia e in rapida rotazione collassa e forma un nuovo buco nero. Quindi sono associati alle supernove, ma non tutte le supernove le producono e i ricercatori non sono sicuri del perché.

Ora, gli scienziati del centro di ricerca tedesco Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) hanno osservato uno di questi lampi di raggi gamma “nel nostro cortile cosmico” e le loro osservazioni sfidano le teorie consolidate su come si sono verificati questi eventi epici.

Nell’agosto 2019, un lampo di raggi gamma chiamato GRB 190829A è stato rilevato a 1 miliardo di anni luce di distanza, che è circa 20 volte più vicino di quegli eventi normalmente osservati. Il team DESY ha colto l’occasione per osservare un evento del genere relativamente presto e ha utilizzato uno strumento chiamato High Energy Stereoscopic System (HESS) presso un osservatorio in Namibia per dare uno sguardo più approfondito al bagliore residuo dell’eruzione.

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“Eravamo davvero seduti in prima fila quando è avvenuto il lampo di raggi gamma”, spiegato Co-autore Andrew Taylor di DESY. “Possiamo osservare le successive aurore per diversi giorni e le energie senza precedenti dei raggi gamma”.

Essere così vicini ha permesso al team di effettuare letture molto dettagliate dell’energia emessa dalla massiccia esplosione. “Possiamo determinare lo spettro di GRB 190829A fino a 3,3 TeV, circa un trilione di volte l’energia dei fotoni della luce visibile”, ha spiegato la coautrice Edna Ruiz-Velasco del Max Planck Institute for Nuclear Physics di Heidelberg. . “Questa è la cosa davvero straordinaria del lampo di raggi gamma: è successo nel cortile cosmico dove i fotoni ad altissima energia non sono stati assorbiti nelle collisioni con la luce di fondo nel loro cammino verso la Terra, come fanno a distanze maggiori nell’universo”.

I risultati sono stati sorprendenti. Le teorie attuali prevedono che da un tale evento si possano osservare due tipi di emissioni, provenienti da due sorgenti separate: raggi X e raggi gamma ad alta energia. Ma osservando questa esplosione, i ricercatori hanno visto svanire simultaneamente sia i raggi X che i raggi gamma, suggerendo fortemente che entrambi i tipi di emissioni provenivano dalla stessa fonte.

Ciò significa che le nostre attuali ipotesi su come si siano verificate queste massicce eruzioni potrebbero essere sbagliate. Ma i ricercatori sperano che saremo in grado di rilevare più di queste esplosioni con strumenti imminenti come il Cherenkov Telescope Array, che aiuterà a spiegare come si svolgono questi eventi che scuotono l’universo.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Scienza.

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