Gli astronomi hanno scoperto la più breve esplosione di raggi gamma (GRB) di sempre causata dall’implosione di una stella massiccia. Utilizzando l’Internatiornal Gemini Observatory, gli astronomi hanno identificato la causa di questa esplosione di raggi gamma di 0,6 secondi nell’esplosione di una supernova in una galassia lontana. I GRB causati da supernovae solitamente durano più del doppio, il che suggerisce che alcuni brevi GRB in realtà potrebbero “impostori”.
I GRB sono tra gli eventi più luminosi ed energetici dell’universo ma gli scienziati stanno ancora cercando di capire cosa provochi esattamente questi eventi fugaci. Gli astronomi dividono i GRB in due grandi categorie sulla base della loro durata. I GRB brevi prendono vita in meno di due secondi e si ritiene siano causati dalla fusione di stelle di neutroni binarie. Quelli che durano più a lungo sono classificati come GRB lunghi e sono stati associati alle esplosioni di supernovae causate dalle implosioni di stelle massicce. Tuttavia, la recente scoperta del GRB più breve di sempre prodotto durante una supernova dimostra che i GRB non rientrano perfettamente nelle categorie create per loro dagli astronomi.
“La scoperta rappresenta la più breve emissione di raggi gamma causata da una supernova durante il collasso di una stella massiccia – è durata solo per 0,6 secondi – e si trova al limite di un’esplosione di raggi gamma riuscita e di una fallita”, commenta Tomás Ahumada, astronomo del Goddard Space Flight Center della NASA che ha guidato la ricerca. Il team crede che questo e altri GRB relativi a supernovae appaiono brevi perché i getti di raggi gamma che emergono dai poli della stella che collassa non sono abbastanza forti da sfuggire completamente alla stella, quasi non riuscendo a produrre un GRB, e che altre stelle in collasso hanno getti così deboli che non producono affatto esplosioni di raggi gamma.
Questa scoperta potrebbe anche aiutare a spiegare un mistero astronomico. I GBR lunghi sono associati ad un tipo di supernova specifico, chiamato Ic-BL. Tuttavia, gli astronomi osservano molte più di queste supernovae rispetto ai GRB lunghi. La scoperta del GRB più breve associato ad una supernova suggerisce che alcuni di questi GRB causati da supernovae si “camuffano” da GBR brevi, che si ritiene siano creati dalla fusione di stelle di neutroni, e quindi non vengono considerati come del tipo supernova. “La nostra scoperta suggerisce che, poiché osserviamo molte più di queste supernovae rispetto alle esplosioni di raggi gamma lunghe, la maggior parte delle stelle che collassano non riesce a produrre un getto di GRB che sfondi l’involucro esterno della stella in collasso. Pensiamo che questo evento sia stato un fiasco, un evento che era vicino a non verificarsi affatto”, aggiunge Ahumada.
Il team è stato in grado di determinare che questo GRB, identificato come GRB 200826A, ha avuto origine da una supernova grazie alla capacità del Gemini Multi-Object Spectrograph del Gemini North alle Hawaii. I ricercatori hanno utilizzato il Gemini North per ottenere immagini della galassia che ospita il GRB 28, 45 e 80 giorni dopo il 26 agosto 2020, quando l’esplosione di raggi gamma era stata rilevata per la prima volta da una rete di osservatori che include il Fermi Gamma-ray Space Telescope della NASA. Le osservazioni di Gemini hanno permesso al team di individuare l’aumento di energia che indica una supernova, nonostante la posizione dell’esplosione in una galassia a 6,6 miliardi di anni luce di distanza.
Questa ricerca dimostra che classificare i GRB solamente sulla base della loro durata potrebbe non essere l’approccio migliore e che sono necessarie ulteriori osservazioni per determinare la causa di un’esplosione di raggi gamma. “All’inizio, stavamo cercando stelle di neutroni in fusione, che si ritiene producano le esplosioni di raggi gamma brevi. Quando abbiamo scoperto GRB 200826A, tuttavia, ci siamo resi conto che questa esplosione era causata più probabilmente dalla supernova di una stella in collasso, il che è stato una sorpresa”, conclude Ahumada.