Rilevato un lampo di raggi gamma: il caso estremo di Grb 220101A
Gamma-ray bursts (GRBs) are powerful flashes of energetic gamma-rays lasting from less than a second to several minutes. They release a tremendous amount of energy in this short time making them the most powerful events in the Universe. They are thought to be mostly associated with the explosion of stars that collapse into black holes. In the explosion, two jets of very fast-moving material are ejected, as depicted in this artist’s illustration. If a jet happens to be aimed at Earth, we see a brief but powerful gamma-ray burst.
Un team internazionale di ricerca, in collaborazione con l’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), ha svelato i dettagli delle primissime fasi di un lampo di raggi gamma (Grb) straordinariamente luminoso nelle bande ottiche. Il Grb 220101A, rilevato per la prima volta nel gennaio 2022, ha fornito un’opportunità unica per studiare gli eventi più intensi dell’universo. Questa scoperta rivela nuove informazioni sulle origini dei Grb e pone importanti domande sulla loro fenomenologia.
Cos’è un lampo di raggi gamma?
Un lampo di raggi gamma (GRB, Gamma-Ray Burst) è un evento cosmico di breve durata caratterizzato da un’intensa emissione di radiazione gamma, la forma più energetica di radiazione elettromagnetica. Per questo, i GRB sono considerati tra gli eventi più violenti ed energetici nell’universo. Questi lampi di raggi gamma possono durare solo pochi millisecondi o fino a diversi minuti. Durante questo intervallo temporale viene emessa una quantità di energia enorme, spesso superiore a quella emessa dal nostro Sole nell’intera sua vita. Durante il loro picco di luminosità, possono superare la luminosità combinata di miliardi di galassie.
Esistono due tipi principali di GRB, brevi e lunghi. I GRB brevi durano meno di due secondi, mentre i GRB lunghi possono durare da pochi secondi a diversi minuti. Si pensa che i GRB lunghi siano causati da esplosioni di stelle massicce, le supernove, che si verificano quando queste stelle esauriscono il loro carburante nucleare e collassano su se stesse. I GRB brevi, invece, sono probabilmente il risultato della fusione di stelle di neutroni o di una stella di neutroni con un buco nero. I GRB sono stati scoperti negli anni ’60, ma la loro vera natura e origine sono diventate chiare solo in seguito a missioni spaziali dedicate. Oggi gli astronomi utilizzano una serie di telescopi spaziali e terrestri per rilevare e studiare i GRB. L’obiettivo è quello di comprendere i meccanismi che scatenano queste esplosioni, la loro distribuzione nell’universo e il loro impatto sulla formazione delle galassie.
Il caso del Grb 220101A
I lampi di raggi gamma sono esplosioni cosmiche che si verificano a distanze di miliardi di anni luce dalla Terra. Questi eventi rilasciano enormi quantità di energia, generando potenti getti di radiazione che possono essere rilevati dalle osservazioni terrestri. Il Grb 220101A è stato oggetto di uno studio dettagliato condotto dal Purple Mountain Observatory in Cina, in collaborazione con altri istituti di ricerca. Questo evento si è distinto per la sua eccezionale luminosità nelle bande ottiche, che lo ha reso uno dei lampi di raggi gamma più brillanti mai osservati. La sua analisi ha fornito informazioni preziose sulle caratteristiche e l’evoluzione di questi fenomeni cosmici.
Scoperte e implicazioni del lampo di raggi gamma
Nel corso dello studio, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo metodo sviluppato per estrarre dati fotometrici affidabili dall’Ultraviolet and Optical Telescope (Uvot). Si tratta di uno strumento collocato a bordo del Neil Gehrels Swift Observatory della NASA. Questo approccio innovativo ha permesso di superare le sfide legate alla saturazione dei dati e di ottenere informazioni dettagliate sul Grb 220101A nelle prime fasi del suo sviluppo.
L’analisi del Grb 220101A ha rivelato diverse origini possibili per i lampi di raggi gamma estremamente energetici nella regione ultravioletta/ottica dello spettro elettromagnetico. Ciò suggerisce una grande diversità di comportamenti tra questi eventi, nonostante una fenomenologia comune. Questa scoperta fornisce importanti spunti per comprendere le condizioni fisiche e i meccanismi che portano a tali esplosioni cosmiche di straordinaria luminosità. L’osservazione ad alta risoluzione temporale nei primi istanti di evoluzione dei Grb si è rivelata fondamentale per identificare il picco di luminosità osservato nel Grb 220101A. Questo sottolinea l’importanza di strumenti come il Neil Gehrels Swift Observatory e la necessità di missioni spaziali dedicate per rilevare e studiare questi fenomeni.
Nonostante i progressi compiuti nella comprensione dei Grb, questi eventi continuano a presentare comportamenti sorprendenti e offrono un’ampia gamma di scenari di studio. Le informazioni ottenute dal Grb 220101A contribuiscono a migliorare i modelli teorici e ad affinare le nostre conoscenze sulle implicazioni cosmologiche di tali esplosioni. Futuri studi e osservazioni permetteranno di approfondire ulteriormente la comprensione di questi fenomeni estremi e delle galassie che li ospitano.