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Fbot, una nuova classe di esplosioni cosmiche

Due team di astronomi del National Radio Astronomy Observatory hanno scoperto due oggetti che, aggiunti a un terzo scoperto nel 2018, costituiscono una nuova classe di esplosioni cosmiche. Questa inedita tipologia di esplosione condivide alcune caratteristiche con le supernovae e con i gamma ray burst ma presenta differenze distintive da entrambe.

Nel giugno del 2018 gli astronomi hanno visto un’esplosione cosmica con caratteristiche e comportamenti sorprendenti. L’oggetto, denominato At2018cow (The Cow), ha attirato l’attenzione di scienziati di tutto il mondo ed è stato ampiamente studiato. Sebbene condividesse alcune caratteristiche con le esplosioni di supernova, differiva per  alcuni aspetti importanti, in particolare per  la sua insolita luminosità iniziale e la rapidità con cui si illuminava e si attenuava in pochi giorni. Nel frattempo, anche due altre  esplosioni – risalenti al 2016 e al  2018  hanno mostrato caratteristiche insolite e sono state osservate e analizzate. Denominate rispettivamente Css161010 e Ztf18abvkwla (Il Koala) si trovano rispettivamente in una galassia a 500 milioni di anni luce dalla Terra e in un’altra distante 3,4 miliardi di anni luce.

Entrambe sono stati scoperte grazie ai rilevamenti automatici di due survey il Catalina Real-time Transient Survey All-Sky Automated Survey for Supernovae e il  Zwicky Transient Facility che hanno utilizzato telescopi a luce visibile per scansionare ampie aree di cielo notturno. Successivamente le due esplosioni sono state osservate con il telescopio Karl G. Jansky Very Large Array della National Science Foundation, con il radiotelescopio Giant Metrewave in India e con l’osservatorio a raggi X Chandra della Nasa.

Gli scienziati hanno notato da subito che le emissioni radio di Ztf18abvkwla erano brillanti come quelle prodotte dai gamma ray burst. Il secondo oggetto Css161010 invece è caratterizzato da un gran numero di emissioni di materiale nello spazio, a più di metà della velocità della luce. In entrambi i casi le osservazioni di follow-up hanno indicato che gli oggetti condividevano alcune funzionalità in comune con At2018cow. Gli astronomi hanno concluso che questi eventi chiamati Fast Blue Optical Transients (Fbots), rappresentano, insieme ad At2018cow, un tipo di esplosione stellare significativamente differente dagli altri.

Secondo quanto si legge nello studio gli Fbot si comportano –  almeno all’inizio –  come le supernovae e i grb. Le differenze si manifestano subito dopo questa fase. Nelle supernovae ordinarie, l’esplosione provoca getti di materiale nello spazio interstellare. Se poi successivamente si forma un disco di accrescimento intorno alla stella di neutroni o al buco nero, questi getti possono produrre fasci di raggi gamma provocando gamma ray burst. Il disco di accrescimento e i getti da esso prodotti svolgono la funzione di un motore. Anche gli Fbot sono dotati del medesimo motore, ma nel loro  caso, è avvolto da materiale spesso versato dalla stella poco prima dell’esplosione e potrebbe essere stato estratto da una compagna binaria.

Quando il materiale spesso vicino alla stella viene colpito dall’onda esplosiva fa brillare la luce visibile e luminosa subito dopo l’esplosione che inizialmente ha fatto apparire questi oggetti così insoliti. Questo scoppio luminoso è anche il motivo per cui gli astronomi chiamano queste esplosioni fast blue optical transient ed è anche una caratteristica che li distingue dalle normali supernovae.

Quando l’onda provocata dell’esplosione si scontra con il materiale attorno alla stella mentre viaggia verso l’esterno, produce emissioni radio. Questa emissione molto brillante è stata l’indizio cruciale che ha permesso agli scienziati di dimostrare che l’esplosione è stata alimentata da un motore. Utilizzando il Keck Observatory gli astronomi hanno scoperto che sia i Css 161010 sia Ztf18abvkwla, si trovano in  galassie nane. Secondo gli autori del paper  – le proprietà di questo tipo di galassie –  potrebbero consentire alcuni percorsi evolutivi molto rari delle stelle che portano alla formazione di Fbot.

Gli astronomi ritengono che il motore di tutti e tre gli Fbot individuati possa anche essere il risultato della distruzione delle stelle da parte di un buco nero,  anche se le esplosioni  di tipo supernova rimangono – al momento –  le candidate più probabili. Per osservare in modo più approfondito questi fenomeni sarà necessario usare telescopi che coprono una vasta gamma di lunghezze d’onda, come quelli utilizzati per questo primo studio. «Mentre gli Fbot si sono dimostrati più rari e difficili da trovare – conclude Daniel Perley, autore dello studio – nella banda radio sono anche molto più luminosi di quanto avessimo immaginato e permettono di fornire dati abbastanza completi anche su eventi lontani».

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