Strani gamma burst forse la morte di una stella supergigante

Un team guidato dal l’Università di Warwick ha individuato un nuovo tipo di esplosione cosmica eccezionalmente potente e longeva, che apre ad una teoria sull’agonia violenta di una stella supergigante. Le più potenti e lunghe emissioni di raggi gamma ad alta energia (Gamma burst), che normalmente si concludono in circa un minuto, in questo nuovo tipo di emissioni possono durare per diverse ore. La causa potrebbe essere l’enorme dimensione della stella che sta morendo.

Il primo esempio sembrò quasi un errore di osservazione: fu trovato dagli astronomi il giorno di Natale del 2010, ma mancava una misura della distanza a cui questa esplosione è avvenuta, quindi essa è rimasta avvolta nel mistero per 3 anni, dando adito a due teorie concorrenti per spiegare la sua origine.

Il primo modello proposto fu quello di un asteroide che era stato tagliuzzato dalla gravità di una densa stella di neutroni nella nostra galassia. La seconda teoria prevedeva che si trattasse di una supernova in una galassia a circa 3,5 miliardi di anni luce di distanza (o, nel linguaggio degli astronomi, ad un redshift di 0,33).

Un nuovo studio condotto da un team di scienziati guidati dal dottor Andrew Levan presso l’Università di Warwick ha scoperto diversi altri esempi di queste insolite esplosioni cosmiche e ha dimostrato che l’esplosione del giorno di Natale del 2010 ha avuto luogo in una galassia molto più lontana di quanto le due teorie avesserofinora suggerito.

La ricerca verrà presentata ad un simposio a Nashville, nel Tennessee, domani martedì 16 Aprile [http://huntsvilleinnashville.uah.edu].

Utilizzando i dati del telescopio Gemini delle Hawaii, gli scienziati hanno calcolato che questo lampo di raggi gamma aveva un redshift di 0,847. Questo gli dà una posizione a circa metà strada dal bordo dell’universo osservabile, ossia a ben 7 miliardi di anni luce di distanza.

Grazie alla scoperta della posizione del burst, il team di Levan ha sviluppato una nuova teoria per spiegare come si è verificato.

Questo tipo di scoppio secondo i ricercatori è causato da una stella supergigante 20 volte più massiccia del Sole, che si evolve fino a diventare una tra le stelle più grandi e più brillanti dell’universo, con un raggio di fino a 1 miliardo di chilometri – ossia circa 1.000 volte quella del sole.

Gli scienziati credono che l’enorme durata del lampo di raggi gamma di Natale 2010 e di altre due esplosioni simili possano essere dovute appunto all’enorme massa della stella che sta esplodendo in una supernova alla fine della sua vita.

La maggior parte delle stelle che creano lampi di raggi gamma sono relativamente piccole e dense, e l’esplosione che le distrugge durano una manciata di secondi. Nel caso di questi nuovi scoppi, l’esplosione richiede molto più tempo per propagarsi attraverso la stella, e così il lampo gamma dura per un tempo molto più lungo.

Levan ha commentato: “Questi eventi sono tra le più grandi esplosioni in natura, ma stiamo cominciando a trovarle solo oggi.

“Questa scoperta ci mostra davvero che l’universo è un posto molto più violento e vario di quanto avremmo immaginato fino a ieri. In precedenza avevamo osservato molte esplosioni di raggi gamma con brevi durate, ma nel corso degli ultimi due anni abbiamo iniziato a scoprire il quadro completo.”

Nial Tanvir, professore presso l’Università di Leicester e secondo autore dello studio, ha aggiunto: “Crediamo che quello che alimenta l’esplosione è un buco nero appena formatosi nel cuore della stella. Predire il comportamento dettagliato della materia che cade in un buco nero. La cosa sorprendente è che la natura sembra aver trovato il modo per far esplodere una vasta gamma di stelle nel modo più drammatico e violento”.

Il tipo più comune di lampo di raggi gamma si pensa sia causato da una stella di tipo Wolf-Rayet nella fase finale della sua evoluzione collassa in un buco nero che si genera al suo centro.

La materia cade nel buco nero, ma una parte di essa riesce a sfuggire attraverso un getto concentrato di materiale che esplode in due direzioni, formando getti copiosi di raggi gamma nel processo.

Questi getti vengono espulsi con estrema velocità (vicino alla velocità della luce). Se non fosse così, il ​​materiale dovrebbe ricadere nel buco nero dal quale non può sfuggire nulla. Proprio per questo motivo i gamma burst durano solo pochi secondi.

Tuttavia, un lampo di raggi gamma di una stella molto più grande del Sole (chiamata per questo una supergigante), può evidentemente attingere ad un serbatoio molto più grande di materiale, e quindi la durata dei gamma burst è molto più alta.