Il centro di un’antica galassia

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

I lampi di raggi gamma sono il fenomeno più energetico dell’universo. Non sono infatti altro che violenti lampi di raggi gamma ad alta energia che durano da pochi millisecondi a pochi 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. Ehm… è troppo miope? Negli ultimi anni, i ricercatori hanno visto i lampi di raggi gamma originarsi in un modo diverso dal previsto. E ora c’è un sorprendente terzo esempio.

Origine
Per quasi due decenni, gli astrofisici hanno creduto che i GRB corti fossero causati dalla fusione di stelle di neutroni. La collisione di stelle di neutroni può quindi produrre quella che viene chiamata kilonova. Un’esplosione in cui vengono scartati elementi pesanti come l’oro. I GBR lunghi sarebbero prodotti solo dal collasso di stelle massicce, risultando in una supernova.

Il centro di un’antica galassia
In un nuovo studio, i ricercatori hanno esaminato le conseguenze di un lampo di raggi gamma catturato il 19 ottobre 2019 da Osservatorio Neil Gerrell Express. Lo hanno fatto con Gemelli meridionaliTelescopio in Cile Telescopio ottico scandinavo 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. E questo è molto strano. Come accennato in precedenza, i GRB lunghi si formano solitamente nel collasso di stelle massicce. E lascia che si perdano al centro di antiche galassie. Le stelle massicce sono tipiche delle giovani galassie.

Tre modi
La nuova osservazione capovolge la nostra comprensione di quanto tempo vengono generati i lampi di raggi gamma. E questa non è la prima volta. L’anno scorso, ad esempio, i ricercatori hanno scoperto un altro tipo lungo di GRB prodotto dalla fusione di stelle di neutroni. In questo caso, due stelle massicce, che avevano orbitato l’una intorno all’altra per tutta la loro vita, alla fine si sono trasformate in stelle di neutroni e si sono scontrate con kilonove. Questo mentre si presumeva che solo i GRB corti potessero essere associati a una kilonova. Questa teoria può finire dritta nella spazzatura. E ora, nel 2023, sembra che i GRB lunghi si stiano formando in un terzo modo.

Supernova
I ricercatori escludono che il GRB lungo abbia avuto origine dal collasso di una stella massiccia (come di solito si pensa). Questo perché le supernove di solito emettono luce intensa, che gli astronomi non notano.

Crash
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 si tratta di stelle di neutroni che orbitano l’una intorno all’altra da molto tempo, ma di due stelle separate che si sono improvvisamente incontrate. “Pensiamo che le stelle di neutroni vengano spinte insieme dalla gravità di molte stelle circostanti al centro della galassia”, ha detto il capo ricercatore Andrew Levan, della Radboud University.

Le cose sono impegnate
Questa non è affatto una teoria folle. È molto affollato nel mezzo delle galassie. Ci sono centinaia di migliaia di stelle ordinarie, nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri e nubi di polvere che orbitano tutte attorno a un buco nero supermassiccio. In tutto, ci sono più di dieci milioni di stelle e oggetti stipati in circa quattro anni luce. “Questa è un’area paragonabile alla distanza tra il nostro Sole e la stella successiva”, spiega Levan. “Quindi la possibilità di una collisione nel centro galattico è molto più alta di quanto non sia nel nostro cortile cosmico”.

Al momento non è del tutto chiaro se si trattasse effettivamente di due stelle di neutroni in collisione. Quindi i ricercatori rimangono 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 rilevare GRB più lunghi che agiscono in sincronia con le onde gravitazionali. Ciò consentirà loro di produrre dati più definitivi sull’origine della radiazione.