il centro di un’antica galassia

il centro di un’antica galassia

Gli scienziati possono tornare al tavolo da disegno. Perché a quanto pare ancora non capiamo per quanto tempo i lampi di raggi gamma vedano la luce del giorno.

I lampi di raggi gamma sono i fenomeni più energetici dell’universo. In realtà sono solo violente esplosioni di raggi gamma ad alta energia che durano da millisecondi a minuti. Gli astronomi hanno a lungo ipotizzato che i lampi di raggi gamma si presentino in due “gusti”: GRB corto e GRB lungo, entrambi con origini diverse. Oppure… è troppo miope? Negli ultimi anni, i ricercatori hanno osservato lampi di raggi gamma la cui origine era diversa da quella che si aspettavano. E ora c’è un terzo esempio sorprendente.

Origine
Per quasi due decenni, gli astrofisici hanno creduto che i GRB corti derivino dalla fusione di stelle di neutroni. Le stelle di neutroni in collisione possono quindi produrre quella che viene chiamata kilonova; un’esplosione in cui vengono lanciati elementi pesanti come l’oro. GBR lunghi sarebbero prodotti solo dal collasso di stelle massicce, creando una supernova.

Centro di un’antica galassia
In un nuovo studio, i ricercatori hanno studiato le conseguenze di un lampo di raggi gamma catturato il 19 ottobre 2019 dal Osservatorio Swift di Neil Gehrel. Lo hanno fatto con Gemelli Sudtelescopio in Cile, il Telescopio ottico nordico sull’isola delle Canarie di La Palma e il telescopio spaziale Hubble. Porta a una scoperta sorprendente. Il lungo lampo di raggi gamma sembra provenire dal centro di un’antica galassia. Ed è molto strano. Come accennato, i GRB lunghi di solito si formano durante il collasso di stelle massicce. E lasciali perdere nel centro di antiche galassie. Le stelle massicce sono tipiche delle giovani galassie.

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Rappresentazione artistica di un’esplosione di raggi gamma di lunga durata vicino al centro di un’antica galassia. Immagine: Gemini International Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Aglio/M. Zamani

Tre modi
La nuova osservazione sfida la nostra comprensione dell’ora di nascita dei lampi di raggi gamma. E questa non è la prima volta. L’anno scorso, ad esempio, i ricercatori hanno scoperto un altro GRB lungo causato dalla fusione di stelle di neutroni. In questo caso, due grandi stelle, che avevano ruotato l’una intorno all’altra per tutta la vita, alla fine si trasformarono in stelle di neutroni e si scontrarono in una kilonova. E questo mentre si presumeva che solo i GRB corti potessero essere associati alle kilonova. Questa teoria potrebbe finire dritta nella spazzatura. E ora, nel 2023, sembra che i GRB lunghi potrebbero formarsi in un terzo modo.

supernova
I ricercatori hanno escluso che il GRB lungo abbia avuto origine dal collasso di una stella massiccia (come si pensava tradizionalmente). In effetti, le supernove normalmente emettono luce intensa, che gli astronomi non sono riusciti a osservare.

Incidente
Invece, il team sospetta che il lungo GRB individuato al centro dell’antica galassia sia stato causato dalla fusione di due stelle di neutroni separate. In questo caso, a differenza dello studio dell’anno scorso, non sono le stelle di neutroni che ruotano l’una intorno all’altra da molto tempo, ma due stelle separate che si sono improvvisamente incontrate. “Crediamo che le stelle di neutroni siano unite dall’attrazione gravitazionale di molte stelle circostanti al centro della galassia”, ha detto il ricercatore capo Andrew Levan della Radboud University.

Soggetti occupati
Non è affatto una teoria così folle. Al centro delle galassie, è molto affollato. Ci sono centinaia di migliaia di stelle normali, nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri e nubi di polvere che circondano un buco supermassiccio. In totale, ci sono più di dieci milioni di stelle e oggetti stipati in circa quattro anni luce. “È un’area paragonabile alla distanza tra il nostro sole e la stella successiva”, afferma Levan. “Quindi il rischio di una collisione al centro di una galassia è molto più alto che nel nostro cortile cosmico”.

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Se si tratti effettivamente di due stelle di neutroni in collisione non è del tutto chiaro in questo momento. I ricercatori rimangono quindi cauti. Ad esempio, il lungo GRB al centro dell’antica galassia potrebbe anche essere stato creato da altri oggetti in collisione, come buchi neri o nane bianche. In futuro, il team spera di osservare GRB più lunghi che agiscono contemporaneamente alle onde gravitazionali. Ciò consentirebbe loro di fare affermazioni più definitive sull’origine della radiazione.

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