Tutti gli occhi sono puntati sulla fonte dell’esplosione di raggi gamma da record che ha illuminato il cielo la scorsa settimana.
Il 9 ottobre, un raggio di luce più energico di quanto gli astronomi abbiano mai visto attraversa il nostro pianeta, accecando temporaneamente i rivelatori su diversi satelliti della NASA. Il raggio proveniva da a esplosione di raggi gammaÈ il tipo più attivo di esplosione in cui si sappia Universo (parte di la grande esplosione) che si ritiene accompagni la nascita di alcuni buchi neri.
In poche ore, dozzine di telescopi in tutto il mondo puntavano nella direzione della fonte dell’esplosione, confermando che questo, in effetti, era uno dei libri. L’evento, ufficialmente denominato GRB221009Ada allora si è guadagnato il soprannome di BOAT (“il più brillante di tutti i tempi”), e gli astronomi sperano che aiuterà a far luce sulla fisica sbalorditiva dietro questi fenomeni disastrosi.
“È un evento che si verifica una volta ogni secolo, forse una volta ogni 1.000 anni”, ha detto a Space.com Brendan O’Connor, astronomo dell’Università del Maryland e della George Washington University. “Siamo davvero sbalorditi da questo evento e ci sentiamo molto fortunati a poterlo studiare”.
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I lampi di raggi gamma non sono rari. Circa una volta al giorno, uno lampeggia brevemente sul nostro pianeta da qualche parte nell’universo. Si ritiene che molti eventi accadano in tutto l’universo. Alcuni lampi di raggi gamma si illuminano per una frazione di secondo, probabilmente causati da collisioni stelle di neutroniche sono cadaveri astrali lasciati dopo Supernova Enormi esplosioni stelle il cui cuore ha finito il carburante. Altri possono durare diversi minuti, molto probabilmente quando un buco nero, appena nato dall’esplosione di una supernova, inghiotte così tanto della sua stella madre in una volta che deve scaricarne una parte in un getto molto potente.
Il lampo di raggi gamma del 9 ottobre si è distinto anche tra i lampi di raggi gamma a lungo raggio osservati in precedenza, poiché i suoi fotoni hanno bombardato i rilevatori satellitari per circa 10 minuti. L’energia racchiusa in quei fotoni era superiore a qualsiasi energia mai misurata. A 18 TeV, almeno alcuni dei fotoni GRB221009A superavano di un fattore due le particelle più energetiche prodotte dal generatore di particelle più potente sulla Terra, Large Hadron Collider.
Anche il bagliore residuo dell’esplosione causato dall’interazione dei raggi gamma con la polvere cosmica era fuori dall’ordinario, superando qualsiasi altra aurora vista prima nonostante il fatto che GRB221009A emanasse da una parte del cielo ostruita dalla spessa banda di via Lattea galassia. L’esplosione è stata così potente che si è ionizzata L’atmosfera terrestre Le comunicazioni radio a onde lunghe sono state interrotte.
O’Connor, che faceva parte di un team di astronomi che ha utilizzato il telescopio Gemini South in Cile per osservare gli effetti di GRB221009A in ottobre, ha affermato che gli astronomi sono stati in grado di tracciare l’origine solo del 30% circa di tutti i lampi di raggi gamma che strappano il Terra in ottobre. 14, circa una settimana dopo la prima accensione. Nel caso di GRB221009A, gli astronomi hanno trovato la fonte: una galassia piena di polvere nella costellazione della Sagitta, nota anche come Freccia. Poi è arrivata un’altra sorpresa: un lampo di raggi gamma si è verificato molto più vicino una terra Di quanto la maggior parte degli altri abbia mai visto prima.
“Questi lampi di raggi gamma provengono dal collasso di stelle massicce e queste stelle hanno una vita molto breve”, ha detto a Space.com la studentessa di astronomia della Northwestern University Jillian Rastingad, che ha preso parte alle misurazioni di Gemini South. “Queste stelle tracciano la storia della formazione stellare nell’universo. Pertanto, quando la formazione stellare raggiunge il suo apice, lunghi lampi di raggi gamma raggiungono il loro picco, che è circa la metà della vita dell’universo. Tuttavia, questo lampo di raggi gamma si è verificato di recente , molto più vicino a noi”.
Gli astronomi stimano che la fonte di GRB221009A sia di circa 2,4 miliardi anni luce dalla Terra. In precedenza erano stati osservati lampi di raggi gamma più ravvicinati, ma non erano attivi come GRB221009A, il che si aggiungeva allo stato speciale dell’evento.
“Poiché questo evento ci sembra così brillante, saremo in grado di studiarlo più a lungo e in modo molto più dettagliato”, ha detto O’Connor. “Almeno 50 telescopi lo stanno guardando in tutte le lunghezze d’onda e questo ci aiuterà a massimizzare la scienza”.
Sebbene i lampi di raggi gamma durino al massimo per pochi minuti, producono effetti osservabili per settimane. Gli astronomi stanno anche cercando la supernova che ha innescato l’esplosione, che espelle più lentamente il materiale verso l’esterno.
“La nostra attuale comprensione di queste esplosioni è che hai una stella enorme e quando collassa, crea un buco nero, in cui poi cade del materiale dalla stella”, ha detto O’Connor. “Il buco nero poi lo sputa fuori come questo flusso, che si sta muovendo quasi alla velocità della luce, un’esplosione di raggi gamma. Allo stesso tempo, quando una stella esplode, parte di questo materiale rimbalza verso l’esterno, iniziando essenzialmente ad allontanarsi a velocità molto più basse, ma no. È ancora molto veloce. E questa è un’esplosione di supernova”.
Quando i raggi gamma dell’esplosione iniziale interagiscono con il materiale nell’universo circostante, producono il bagliore residuo, che, ha detto Rastingad, abbraccia lo spettro elettromagnetico ma si osserva meglio nei raggi X e nelle lunghezze d’onda radio. Gli astronomi stanno ancora osservando il bagliore residuo di GRB221009A, che è stato catturato per la prima volta Il satellite Swift della NASA a caccia di raggi gamma La formazione di anelli colorati attorno alla sorgente nelle prime ore successive all’esplosione.
Rastingad ha detto che i telescopi stanno ora iniziando a vedere i primi segni dell’esplosione della supernova che ha dato origine a GRB221009A e si aspetta che si “svilupperà completamente” nelle prossime settimane. Tuttavia, a causa della posizione della fonte dell’esplosione nel cielo, non sarebbero stati in grado di osservare la supernova per tutta la sua vita di diversi mesi.
“Sta iniziando a oscillare dietro il sole. Quindi verso la fine di novembre non saremo in grado di guardarlo fino a febbraio”, ha detto Rastingad.
A quel tempo, sperava O’Connor, la NASA Telescopio spaziale James Webb E il Telescopio spaziale Hubble Si unirà a questo sforzo e la sua potenza superiore nell’osservazione ottica e infrarossa contribuisce allo sforzo.
“Questa è una grande opportunità per ricercare quanta massa è stata creata [in that event]”Ma anche per capire quali elementi chimici sono stati creati in questo evento. Non sappiamo ancora come si siano formati alcuni degli elementi più pesanti dell’universo e pensiamo che potremmo essere in grado di vedere tali processi nelle esplosioni di supernova”, ha detto Rastingad .
I lampi di raggi gamma sono stati scoperti per caso negli anni ’60 dai satelliti militari statunitensi sviluppati per monitorare i test nucleari sovietici (che producono anche raggi gamma) e sono rimasti un completo mistero per decenni. Fu solo negli anni ’90 che gli astronomi si resero conto per la prima volta che questi potenti lampi di luce provenienti da tutti gli angoli dell’universo potevano avere qualcosa a che fare con il collasso di stelle giganti.
Tuttavia, gran parte dell’attuale comprensione dei lampi di raggi gamma si basa ancora sulla teoria e sulla modellazione al computer, piuttosto che sulle osservazioni, e gli astronomi sperano che GRB221009A aiuti a mettere a punto queste teorie. Una serie di articoli di ricerca su tutti gli aspetti di questo evento attentamente osservato seguiranno sicuramente nei prossimi mesi mentre gli astronomi si sforzano di sfruttare al meglio questa opportunità irripetibile.
Sebbene la relativa vicinanza di un’esplosione con la forza di GRB221009A sia un vantaggio per la scienza, gli astronomi non sono entusiasti di vedere un’esplosione di raggi gamma vicino alla Terra. Soprattutto nella nostra galassia. Gli scienziati ritengono che un lampo di raggi gamma che colpisca il nostro pianeta da una distanza di migliaia di anni luce distruggerebbe gli strati protettivi di ozono del pianeta e provocherebbe cambiamenti nell’atmosfera che potrebbero portare all’era glaciale. In effetti, uno di questi lampi di raggi gamma potrebbe aver innescato uno dei cinque principali eventi di estinzione nella storia della Terra, l’estinzione di massa dell’Ordoviciano circa 440 milioni di anni fa.
“Fortunatamente, i getti che causano lampi di raggi gamma vengono sparati in modo molto limitato”, ha detto O’Connor. “Sono visualizzati solo pochi gradi. Ma se accadesse nella nostra galassia e fosse puntato verso di noi, sarebbe davvero pericoloso per noi. Fortunatamente, il tasso di questi eventi che ci aspettiamo accadano in ciascuna galassia è incredibilmente basso”.
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