Studio Inaf: ecco l’ecografia di un getto “fast and furious”

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Studio Inaf: ecco l'ecografia di un getto “fast and furious”

Astrofisica: tale studio (guidato da Luca Izzo dello Inaf) ha scoperto come muore una stella gigante e avvistare un potentissimo lampo di raggi gamma.

Uno studio (pubblicato sulla rivista Nature) ha consentito a un gruppo di astronomi guidato dall’italiano Luca Izzo dell’Instituto de Astrofísica de Andalucía (e associato Inaf presso l’Osservatorio astronomico di Capodimonte), di osservare un Grb 171205A, uno dei più vicini lampi di raggi gamma (o Grb, dall’inglese gamma ray burst) mai osservati, associato alla supernova Sn 2017iuk (nella foto qui sotto).Studio Inaf: ecco l'ecografia di un getto “fast and furious” Il team, di cui fanno parte numerosi ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), è riuscito a cogliere, per la prima volta, l’interazione tra il getto responsabile dell’emissione ad alta energia – osservata nei raggi X e gamma – e gli strati più esterni della stella progenitrice. Come riporta “Mediainaf”, tale interazione altera la struttura del getto, che inizia a “gonfiarsi” generando un involucro, chiamato “bozzolo” (o cocoon, in inglese), caratterizzato da velocità di espansione di circa 100mila km/s, mai osservate fino a ora in nessun tipo di supernova. Questa scoperta potrebbe spiegare perché alcune ipernove non sono associate a Grb.

I lampi di raggi gamma sono eventi catastrofici, le esplosioni più energetiche e violente dell’universo dopo il Big Bang: nell’arco di poche decine di secondi emettono un’energia equivalente a quella prodotta da tutte le stelle nell’universo. Questa enorme luminosità trae origine da un’emissione potentissima (denominata jet o getto) che permette di accelerare particelle a velocità relativistiche producendo radiazione che si estende per tutto lo spettro elettromagnetico, dalle onde radio fino ai raggi gamma. I Grb lunghi sono associati a una particolare classe di esplosioni di supernove chiamata “ipernova di tipo Ic”.

Nel materiale espulso da questi eventi non è presente idrogeno, ma quantità significative di elementi chimici più pesanti – come calcio, silicio e ferro – espulsi a velocità dell’ordine di 20-30mila km/s. Una stella di almeno 30 masse solari, giunta alla fine del suo ciclo evolutivo, collassa su se stessa, così da formare una stella di neutroni o un buco nero. Allo stesso tempo, due getti di materia vengono espulsi dai poli del residuo stellare. Questi getti riescono a “perforare” l’interno della stella fino agli strati più esterni, producendo radiazione di tipo gamma. Gli strati esterni della stella vengono così espulsi, generando l’emissione di ipernova, circa 10 volte più energetica di una tipica supernova.

Questo lavoro ci ha permesso di trovare alcune delle tessere mancanti del mosaico, attraverso l’identificazione di un’ulteriore componente di emissione: un bozzolo (cocoon) molto caldo che si forma attorno al getto mentre si propaga attraverso gli strati più esterni della stella progenitrice del Grb sottolinea Luca Izzo, primo autore della ricerca- Il jet trasferisce una parte significativa della sua energia totale al bozzolo, e solo se riesce a perforare completamente la fotosfera della stella produrrà la tipica emissione in raggi gamma che conosciamo tutti come un Grb”.

Inoltre, “queste osservazioni– aggiunge Massimo Della Valle, ricercatore Inaf presso l’Osservatorio astronomico di Capodimonte- hanno rivelato immediatamente qualcosa di insolito: una componente in espansione con velocità incredibilmente elevate e una composizione chimica completamente differente da quanto normalmente osservato nelle fasi iniziali delle associazioni Grb/supernova fin qui studiate. Non stavamo osservando una supernova”.

Foto: “Mediainaf”