La stella che ha causato l'esplosione più luminosa mai registrata nell'universo solleva nuove domande per gli astrofisici

©Foto di AFP/ESO/ALMA/NAOJ/NRAO/Alexandra Angelich

Atlantico: Nel 2022 è stato osservato un fascio di luce impressionante. Questo raggio proviene da un'esplosione di supernova. Se questo tipo di esplosione è conosciuta, perché questo particolare fenomeno ha così tanti significati? Ha impressionato la comunità scientifica, in particolare i ricercatori Dalla Northwestern Illinois University e dall'Università dello Utah che hanno appena pubblicato un nuovo studio?

Olivier Sange: Questo “raggio di luce” è stato osservato a causa della sua intensità nella radiazione gamma. Il fenomeno è stato osservato nell'ottobre 2022, è durato 7 minuti ed è stato caratterizzato da un'intensità 100 volte maggiore di quella precedentemente misurata. Eventi gamma di questo tipo, associati alle supernove, non sono eccezionali. È davvero la dimensione che è stata osservata. Fortunatamente, il coordinamento internazionale tra gli osservatori ha permesso di puntare diversi telescopi, tra cui il James Webb Space Telescope, verso la sorgente per raccogliere dati.

In teoria, questo tipo di esplosione aiuta a creare metalli preziosi come l'oro. Ma in questo caso questi elementi non sono stati rispettati. In che modo questo crea un nuovo mistero?

Bisogna innanzitutto ricordare che durante il Big Bang gli unici atomi formatisi erano quelli più leggeri, cioè elio e deuterio (un isotopo dell'idrogeno) con un po' di litio e berillio. Questo è chiamato nucleosintesi primitiva. Il problema è che siamo circondati e costituiti da elementi “più pesanti” come ferro, ossigeno e carbonio. Sappiamo che si sono formati grazie a reazioni nucleari all'interno delle stelle che li hanno dispersi mediante esplosione. Da qui l'espressione precisa che siamo fatti di polvere di stelle. Questa è la nucleosintesi stellare. Tuttavia, questi due meccanismi non spiegano tutti gli elementi. Esiste la frammentazione cosmica (l'azione della radiazione cosmica che produce alcuni elementi come il boro) e soprattutto la nucleosintesi esplosiva di cui hai parlato nella tua domanda. Pertanto, le condizioni di una supernova consentono la formazione di zolfo, potassio, cromo, cobalto o nichel. Questa lista non è comprensibile. Per quanto riguarda l'oro o altri metalli pesanti come il platino o l'uranio, si tende verso l'estremità più estrema delle stelle per fornire le condizioni necessarie e non solo la “comune” supernova. Il mistero del lampo di raggi gamma dell’ottobre 2022 è che la stella colpita dall’esplosione non mostra tracce di oro o altri metalli che teoricamente associamo a un evento così potente.

Rimane un altro mistero: l'esplosione non è stata così potente come si immaginava in base ai raggi gamma registrati. In che modo tutto ciò mette alla prova la nostra comprensione dell’astronomia?

In effetti, gli astronomi ritengono che l'intensità della radiazione gamma (100 volte superiore alle misurazioni usuali, ricordiamolo) non è necessariamente correlata all'importanza della supernova. La prima possibilità è che questo gamma flash possa avere una sorgente diversa da una supernova. Quindi questo sarebbe normale, e l’assenza di oro o altri metalli pesanti non sorprende. Questa è un'idea proposta da Peter Blanchard della Northwestern University negli Stati Uniti. Un'altra possibilità, evidenziata anche da Tanmoy Laskar dell'Università dello Utah negli Usa, risiede nella concentrazione dei getti luminosi coinvolti. Si basa sul confronto con una torcia elettrica in cui è possibile focalizzare il flusso luminoso. Se lo dirigi direttamente negli occhi, la lucentezza apparirà molto più forte. Eventi di raggi gamma come quello dell’ottobre 2022 sono associati a getti di particelle. Se fosse focalizzato e diretto verso la Terra, ne comprenderemmo le grandi dimensioni senza la necessità di un’intensa supernova. I due scienziati sopra menzionati hanno partecipato allo studio dell’evento dell’ottobre 2022 e la loro conclusione è stata che dovremmo continuare a monitorare le supernove per rafforzare o forse mettere in discussione i meccanismi e i livelli di energia necessari per la formazione dei metalli pesanti.