GRB 111209A: la più lunga esplosione di raggi gamma

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Credit: Image copyright Mark A. Garlick, used with permission by the University of Warwick

Secondo l'astronomo Andrew Levan, "quando hai visto uno scoppio di raggi gamma, hai visto ... un solo scoppio di raggi gamma. Essi non sono tutti uguali".

Tre GRB (Gamma Ray Burst - esplosioni di raggi gamma) sono state recentemente scoperte utilizzando il satellite della NASA Swift e gli osservatori internazionali: una di esse, chiamanta GRB 111209A, è stata la più lunga mai osservata, durata circa 25.000 secondi (7 ore!).

"Abbiamo osservato il più lungo raggio gamma della storia moderna e crediamo che questo evento sia causato dalla morte di una supergigante blu", spiega Bruce Gendre ricercatore associato con il French National Center for Scientific Research che ha condotto lo studio in collaborazione con l'Agenzia Spaziale Italiana ASI.

"Essa ha causato la più potente esplosione stellare della storia recente e probabilmente dal Big Bang".

Gli scienziati hanno dichiarato che i tre GRB rilevati rappresentano una classe sconosciuta di questo tipo di esplosioni stellari che arrivano dalla morte catastrofica di stelle centinaia di volte più grandi del nostro Sole.
Sono le esplosioni più grandi e misteriose dell'Universo che emettono raggi gamma, la forma più potente di luce, così come i raggi X, e producono bagliori che possono essere osservati a livelli radio e ottici.

Credit: Andrew Levan, Univ. of Warwick.

Swift, il telescopio Fermi e altri veicoli spaziali rilevano GRB ogni giorno tuttavia, finora non sono mai state trovate esplosioni come queste, forse proprio a causa della loro durata.

"I telescopi a raggi gamma solitamente rilevano un rapido picco ma questi nuovi GRB hanno emesso energia per un lungo periodo, oltre 10.000 secondi invece dei soliti 100 secondi", spiega Levan, astronomo dell'Università di Warwick a Coventry, Inghilterra. In pratica, sono difficili da individuare perché in questo caso, c'è la necessità di sommare tutta la luce per un lungo periodo.
Probabilmente questi GRB di lunga durata erano più comuni nel giovane Universo.

Tradizionalmente gli astronomi classificano queste esplosioni in corte e lunghe, in base alla durata del segnale di raggi gamma. Brevi esplosioni di due secondi o anche meno, sono rappresentative della fusione di oggetti compatti in un sistema binario, tipo stelle di neutroni o buchi neri; GRB di alcuni secondi o diversi minuti, invece, sono associati al collasso di una stella più massiccia del nostro Sole e alla formazione di un buco nero.

Ora, che è stato individuato un nuovo tipo di esplosione ci sarà la necessità di raccogliere un campione di dati maggiore per comprenderne la complessità.

Tutti i GRB danno luogo a potenti getti che sospingono la materia quasi alla velocità della luce in direzioni opposte e come interagiscono con altra materia, producono un picco di luce ad alta energia.

Gendre e i suoi colleghi hanno effettuato uno studio dettagliato del GRB 111209A scoppiato il 9 dicembre 2011 utilizzando i dati provenienti dalla sonda Wind della NASA, dagli osservatori a raggi X dello Swift e del satellite dell'ESA XMM-Newton e dall'osservatorio de La Silla in Chile.

Un altro evento, il GRB 101225A del 25 dicembre 2010, produsse energia per almeno due ore ma GRB 111209A ha di certo il primato con le sue 7 ore di emissione.
Il GRB del 2010, soprannominato "Christmas burst" è rimasto di origine sconosciuta: non si è mai determinata la distanza così non si sa cosa lo abbia prodotto. Ad oggi si suppone che si fosse verificato molto lontano, oltre la metà dell'Universo osservabile (circa a 7 miliardi di anni luce di distanza) e quindi era sicuramente molto più potente di quanto sia stato rilevato.

Levan e il suo team hanno esaminato anche 111209A e il più recente 121027A, del 27 ottobre 2012, concludendo che tutti e tre i casi appartengono ad una nuova categoria di esplosioni a lunga durata, che sono state chiamate "ultra-long burst".

"Gli ultra-long GRB nascono da grandi stelle", spiega Levan, "grandi come l'orbita di Giove. Il materiale in caduta nel buco nero al centro della stella, dal bordo della stella, ci impiaga più tempo ad arrivare e quindi alimenta una reazione per un tempo più lungo".

Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

Le supergiganti blu, secondo Levan, sono la spiegazione migliore perché sono stelle con una massa superiore a 25 volte quella del nostro Sole, sono molto calde ed emettono un potente vento solare. L'atmosfera della stella così, viene strappata via, lasciando il posto ad un oggetto abbastanza massiccio, tanto da formare un buco nero ma abbastanza piccolo da essere perforato da lunghi GRB.

Gli astronomi hanno discusso le loro scoperte al 2013 Huntsville Gamma-ray Burst Symposium a Nashville, Tennessee, in un incontro promosso dall'Università dell'Alabama di Huntsville, dalle missioni NASA Swift e telescopio spaziale Fermi Gamma-ray.