Un team di scienziati ha trovato un segnale misterioso nel lampo di raggi gamma più luminoso mai rilevato e ora sanno cosa lo ha causato. Nel 2022, gli scienziati hanno individuato uno strano segnale proveniente dall’esplosione cosmica più potente mai rilevata.
La causa del lampo di raggi gamma più luminoso mai rilevato
“È molto difficile per i modelli esistenti replicare la lenta evoluzione dei picchi di energia che abbiamo osservato“, ha affermati James Leung, ricercarore presso l’Università di Sydney: “Questo significa che dobbiamo perfezionare e sviluppare nuovi modelli teorici per comprendere il lampo di raggi gamma più estremo nell’Universo”.
Gli scienziati hanno dichiarato di aver capito cosa ha prodotto il lampo di raggi gamma: materia e antimateria che si sono scontrate e annientate a una velocità pari al 99,9% di quella della luce.
L’esplosione cosmica è stata un lampo di raggi gamma (GRB): un’enorme esplosione di raggi gamma che si scatena quando una stella massiccia collassa in un buco nero. Mentre il colosso cosmico risultante divora la materia, parte di quella materia viene scagliata nella direzione opposta al buco nero in crescita, formando potenti getti di energia che attraversano l’esterno della stella morente, secondo quanto affermato dalla NASA.
Lo studio
Sebbene l’esplosione in sé sia durata solo pochi secondi, ha lasciato dietro di sé un “afterglow” di emissioni attraverso lo spettro luminoso che potrebbe persistere per anni, ha affermato nella dichiarazione Tara Murphy, astrofisica presso l’Università di Sydney.
Inizialmente, c’è uno shock luminoso in avanti causato dai materiali espulsi dall’esplosione di raggi gamma, ha aggiunto Leung, seguito da uno shock inverso nella nube di materiale espulso. Entrambi gli shock contribuiscono all’afterglow. Quando questi getti puntano verso la Terra, i satelliti e le sonde spaziali potrebbero rilevarli.
I ricercatori hanno iniziato a raccogliere dati da questo bagliore residuo entro tre ore dall’individuazione del lampo gamma iniziale, scoprendo che il lampo era 70 volte più luminoso di qualsiasi lampo mai rilevato. È probabile che un lampo di raggi gamma di queste dimensioni sia un evento che si verifica 1 su 10.000 anni, secondo i ricercatori dell’Università di Sydney.
Il lampo di raggi gamma più luminoso di sempre registrato, soprannominato BOAT ma ufficialmente denominato GRB 221009A, è stato rilevato il 9 ottobre 2022. All’epoca, ha irradiato così tanti raggi gamma verso il nostro pianeta da saturare tutti i rilevatori a bordo delle sonde spaziali che orbitano attorno alla Terra, incluso il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA.
Di conseguenza, quei rilevatori si sono spenti durante la parte più intensa dell’esplosione. Dopo circa cinque minuti, tuttavia, l’esplosione si è placata e i rilevatori hanno ripreso a funzionare. A quel punto, hanno rilevato un picco insolito di energia di circa 12 milioni di elettronvolt, che è durato circa 40 secondi. Per fare un paragone, la luce visibile ha un’energia di circa 2-3 elettronvolt.
“Quando ho visto quel lampo di raggi gamma per la prima volta, mi sono venuti i brividi”, ha affermato nella dichiarazione la ricercatrice principale Maria Edvige Ravasio, astrofisica presso la Radboud University nei Paesi Bassi e l’Osservatorio di Brera. Gli scienziati studiano i GRB da 50 anni, ma questa è la prima volta che rilevano un segnale come questo con un’elevata sicurezza, ha aggiunto l’esperta.
Lo strano picco di energia, hanno spiegato i ricercatori, è la prova che gli elettroni e i loro partner di antimateria, chiamati positroni, si scontrano e si distruggono a vicenda. Quando questi due tipi di particelle si annichilano a vicenda, rilasciano in genere un’energia di circa mezzo milione di elettronvolt.
Sebbene sia molto inferiore a 12 milioni di elettronvolt, i ricercatori hanno una spiegazione: i getti rilevati viaggiavano a una velocità prossima a quella della luce verso la Terra, schiacciando così le onde insieme. Questo “blueshift” spinge l’onda verso livelli di energia molto più elevati, che si trovano all’estremità “più blu” dello spettro elettromagnetico.
Conclusioni
“Le probabilità che questa caratteristica sia solo una fluttuazione di rumore sono inferiori a una su mezzo miliardo“, ha affermato Om Sharan Salafia, astrofisica presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)-Osservatorio di Brera di Milano, coautrice dello studio.
Le scoperte potrebbero far luce sull’ambiente caotico all’interno di questi lampo di raggi gamma. Sebbene li abbiamo rilevati per decenni, gli scienziati non hanno ancora capito tutti i processi che si verificano quando si formano.
Le nuove scoperte sono state descritte sulla rivista Science.
