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Uno sguardo all’origine dei lampi gamma

Uno sguardo all’origine dei lampi gamma

È uno dei fenomeni più potenti e al tempo stesso più misteriosi del cosmo: l’emissione di radiazioni estremamente energetiche, note come lampi gamma. Si tratta di un evento che avviene in un ambiente cosmico dove gli atomi vengono accelerati a velocità così elevate da superare l’energia del più potente acceleratore di particelle sulla Terra. In un solo secondo, queste emissioni possono rilasciare la stessa energia che il nostro Sole è in grado di emettere nel suo intero ciclo di vita.

Chiamati anche Grb (dall’inglese gamma ray burst), i lampi gamma possono essere innescati dal collasso di una stella massiccia giunta alla fine del suo ciclo evolutivo oppure dalla fusione di due stelle di neutroni, (o di una stella di neutroni con un buco nero). Quest’ultima ipotesi è stata confermata in modo eclatante grazie alla scoperta delle onde gravitazionali e alla combinazione dei dati raccolti dagli interferometri Ligo e Virgo e dai satelliti Fermi della Nasa e Integral dell’Esa.

Un nuovo studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters getta ora una nuova luce su uno dei misteri che ancora avvolgono il fenomeno dei lampi gamma: l’origine di questa immensa fonte energetica. La ricerca, condotta da scienziati russi e israeliani, parte da una scoperta che risale allo scorso gennaio. Un rivelatore di raggi gamma a bordo del satellite Neil Gehrels Swift della Nasa ha individuato il GRB 190114C, un lampo luminoso che si è verificato 4,5 miliardi di anni fa in una galassia lontana. Poco dopo l’osservazione di Swift l’evento è stato rilevato anche dal telescopio Magic all’Osservatorio Roque de los Muchachos a La Palma, Isole Canarie (Spagna). È stato il primo lampo gamma della storia mai rivelato tramite il cosiddetto effetto Cherenkov –  la luce bluastra prodotta da una particella quando viaggia nell’atmosfera a velocità superiore a quella della luce nell’atmosfera.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno combinato i dati di Magic e quelli di Swift, ottenendo un quadro completo di GRB 190114C. “Magic ha trovato la pietra Rosetta di lampi di raggi gamma – commenta Tsvi Piran dell’Hebrew University of Jerusalem – e questo rilevamento unico ci consente per la prima volta di distinguere i diversi modelli di emissione. Possiamo così scoprire quali sono le condizioni esatte delle esplosioni che generano i raggi gamma.”

I risultati mostrano che la radiazione osservata deve aver avuto origine in un getto che si muove verso di noi a 0.9999 la velocità della luce. La radiazione ad alta energia osservata da Magic è stata emessa da elettroni accelerati alle energie TeV all’interno del getto.

“I lampi gamma, a più di 50 anni dalla loro scoperta e ad oltre 22 anni dalla scoperta del cosiddetto afterglow da loro prodotto, continuano ad essere avvolti da un’ampia coltre di mistero. Grazie ai telescopi Magic un ulteriore importante tassello è stato aggiunto alla comprensione di questi che sono considerati i più violenti fenomeni dell’Universo – commenta la notizia Angelo Antonelli, responsabile Inaf presso la Collaborazione Internazionale Magic – “Gli scienziati italiani hanno contribuito in modo sostanziale a quanto oggi sappiamo sui lampi gamma grazie al satellite BeppoSAX (1996-2002) realizzato dall’Agenzia Spaziale Italiana e al sostanziale contributo dato alla realizzazione dei satelliti Swift e Fermi della Nasa. Anche nel caso dell’osservazione dei telescopi Magic il contributo italiano è stato fondamentale. Tutti i dettagli della scoperta fatta da Magic, appena accennati nel lavoro di Derishev e Piran, sono in via di pubblicazione e a breve sarà mostrata la portata straordinaria di questa scoperta.”

“Questa prima, straordinaria misura di fotoni dell’energia ben oltre il Tera-elettron volt ottenuta dai telescopi Magic – aggiunge Valerio D’Elia dell’Agenzia Spaziale Italiana e membro della collaborazione Magic – ci dice che i lampi gamma sono in grado di emettere radiazione di altissima frequenza, che è quella in grado di svelare il segreto del motore che li alimenta. Questa osservazione apre una nuova strada che verrà battuta nei prossimi anni dagli osservatori di raggi gamma da Terra di nuova generazione come il Cherenkov Telescope Array.”

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