L'esplosione cosmica più luminosa mai rilevata aveva altre caratteristiche uniche

Oct 10, 2023

Un getto di particelle perfora una stella mentre collassa in un buco nero durante un tipico lampo di raggi gamma, come raffigurato nel concept di questo artista. Il getto creato dal lampo di raggi gamma 221009A aveva alcune caratteristiche uniche.

Le osservazioni del telescopio a raggi X NuSTAR della NASA forniscono agli astronomi nuovi indizi sul lampo di raggi gamma più luminoso ed energetico mai rilevato.

Quando gli scienziati hanno rilevato il lampo di raggi gamma noto come GRB 221009A il 9 ottobre 2022, lo hanno soprannominato il più luminoso di tutti i tempi, o BOAT. La maggior parte dei lampi di raggi gamma si verificano quando il nucleo di una stella più massiccia del nostro Sole collassa, diventando un buco nero. Questi eventi rilasciano regolarmente in pochi minuti tanta energia quanta ne rilascerà il nostro Sole in tutta la sua vita. Studi di follow-up hanno dimostrato che GRB 221009A era 70 volte più luminoso e molto più energetico del precedente detentore del record. Anche se gli scienziati non ne capiscono ancora il motivo, hanno ricevuto un indizio allettante dall’osservatorio NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) della NASA.

In uno studio pubblicato il 7 giugno sulla rivista Science Advances, gli scienziati hanno utilizzato le osservazioni NuSTAR dell'evento per mostrare come la stella collassante abbia espulso un getto di materiale che aveva una forma mai osservata in precedenza tra i getti di lampi di raggi gamma, così come altri getti unici. caratteristiche. È possibile che l'origine di queste distinzioni sia la stella progenitrice, le cui proprietà fisiche potrebbero influenzare le caratteristiche dell'esplosione. È anche possibile che un meccanismo completamente diverso lanci nello spazio i getti più luminosi.

Il tipo di esplosione più energetica dell'universo, un lampo di raggi gamma, può essere individuato a miliardi di anni luce di distanza. GRB 221009A era così luminoso da accecare di fatto la maggior parte degli strumenti a raggi gamma nello spazio quando è stato rilevato il 9 ottobre 2022.

"Questo evento è stato molto più luminoso ed energetico di qualsiasi lampo di raggi gamma che abbiamo visto prima, non si è nemmeno avvicinato", ha detto Brendan O'Connor, autore principale del nuovo studio e astronomo alla George Washington University di Washington. "Poi, quando abbiamo analizzato i dati NuSTAR, ci siamo resi conto che ha anche questa struttura a getto unica. E questo è stato davvero emozionante, perché non abbiamo modo di studiare la stella che ha prodotto questo evento; ora non c'è più. Ma ora ne abbiamo alcuni." dati che ci danno indizi su come è esploso."

Il telescopio spaziale Hubble ha catturato il bagliore infrarosso (cerchiato) del lampo di raggi gamma noto come GRB 221009A e della sua galassia ospite. Questo composito incorpora immagini scattate l'8 novembre e il 4 dicembre 2022, circa uno e due mesi dopo l'eruzione. Il bagliore residuo può rimanere rilevabile per diversi anni.

I raggi gamma sono la forma di luce più energetica dell’universo ma invisibile all’occhio umano. Tutti i lampi di raggi gamma conosciuti hanno avuto origine in galassie al di fuori della Via Lattea, ma sono abbastanza luminosi da essere individuati a miliardi di anni luce di distanza. Alcuni nascono e durano meno di due secondi, mentre i cosiddetti lampi di raggi gamma lunghi in genere irradiano raggi gamma per un minuto o più. Questi oggetti possono irradiare altre lunghezze d'onda per settimane.

GRB 221009A, un lungo lampo di raggi gamma, era così luminoso da accecare di fatto la maggior parte degli strumenti a raggi gamma nello spazio. Gli scienziati statunitensi sono stati in grado di ricostruire questo evento con i dati del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA per determinarne la reale luminosità. (La BOAT è stata rilevata anche dai telescopi spaziali Hubble e James Webb della NASA, dai veicoli spaziali Wind e Voyager 1 dell'agenzia, nonché dall'ESA, o Agenzia spaziale europea, Solar Orbiter.)

Similmente ad altri lampi di raggi gamma, GRB 221009A aveva un getto eruttato dalla stella in collasso come se fosse stato lanciato nello spazio da una manichetta antincendio, con raggi gamma che si irradiavano dal gas caldo e dalle particelle nel nucleo del getto. Ma il jet del GRB 221009A si distingueva in alcuni aspetti. In quasi tutti i lampi di raggi gamma osservati in precedenza, il getto è rimasto straordinariamente compatto e c’era poca o nessuna luce o materiale disperso al di fuori del fascio stretto. (In effetti, i lampi di raggi gamma sono così compatti che i raggi gamma possono essere osservati solo quando i loro getti sono puntati quasi direttamente verso la Terra.)