Gli astronomi hanno rilevato il lampo di raggi gamma più corto guidato da una supernova

Gli astronomi hanno rilevato il lampo gamma più corto (GRB) causato dall’esplosione interna di una stella massiccia. Utilizzando il Gemini International Observatory, un programma di NSF NOIRLab, gli astronomi hanno identificato la causa dell’onda di raggi gamma di 0,6 secondi come un’esplosione di supernova in una galassia lontana. I GRB causati dalle supernovae sono solitamente più del doppio di lunghezza, suggerendo che alcuni dei GRB corti potrebbero in effetti essere GRB che producono supernova canaglia sotto mentite spoglie.

I lampi di raggi gamma (GRB) sono tra gli eventi più luminosi ed energetici dell’universo, ma gli scienziati stanno ancora cercando di capire esattamente cosa causa questi eventi transitori. Gli astronomi dividono i GRB in due grandi categorie in base alla loro durata. I GRB corti prendono vita in meno di due secondi e si pensa che siano causati dalla fusione di stelle di neutroni binarie. Quelli che durano più a lungo sono classificati come GRB lunghi e sono stati associati a esplosioni di supernova causate dall’esplosione di stelle massicce. Tuttavia, la recente scoperta del GRB più corto prodotto durante la supernova mostra che i GRB non si adattano perfettamente alle scatole che gli astronomi hanno creato per loro.

“Questa scoperta rappresenta la più breve emissione di raggi gamma da una supernova durante il collasso di una stella massiccia”, ha detto Thomas Ahomada, che ha guidato la ricerca e ha conseguito un dottorato di ricerca. Candidato all’Università del Maryland e astronomo al Goddard Space Flight Center della NASA. “È durato solo 0,6 secondi ed è sull’orlo tra un lampo gamma riuscito e uno fallito”.

Il team pensa che questo e altri tipi di GRB associati alle supernove appaiano corti perché i getti di raggi gamma che emanano dai poli di una stella che collassa non sono abbastanza forti da sfuggire completamente alla stella – quasi non riesce a produrre un GRB – e che altre stelle collassate hanno getti così deboli da non produrre affatto GRB.

Questa scoperta potrebbe anche aiutare a spiegare un mistero astronomico. I GRB lunghi sono associati a un tipo specifico di supernova (chiamato tipo Ic-BL). Tuttavia, gli astronomi osservano più di queste supernove rispetto a quelle lunghe. Questa scoperta del GRB più corto associato a una supernova indica che alcuni dei GRB indotti dalla supernova si mascherano da GRB corti che si ritiene siano dovuti a fusioni di stelle di neutroni, e quindi non sono considerati di tipo supernova.

“La nostra scoperta indica che, poiché osserviamo molto di più di queste supernove rispetto a lunghi lampi di raggi gamma, la maggior parte delle stelle che collassano non riescono a produrre un getto GRB che penetra nell’esosfera della stella in collasso”, spiega Ahumada. “Pensiamo che questo evento sia stato un fallimento effettivo, un evento che stava per accadere”.

Il team è stato in grado di determinare che il GRB – identificato come GRB 200826A – ha avuto origine da un’esplosione di supernova grazie alle capacità di imaging del Gemini Multi-Object Spectrograph a Gemini North alle Hawaii. I ricercatori hanno utilizzato Gemini North per ottenere immagini della galassia ospite GRB 28, 45 e 80 giorni dopo che il GRB è stato rilevato per la prima volta il 26 agosto 2020 da una rete di osservatori tra cui il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. Le osservazioni di Gemini hanno permesso al team di individuare il picco di energia che indicherebbe una supernova, nonostante la posizione dell’esplosione in una galassia distante 6,6 miliardi di anni luce.

“Questo è stato uno sforzo complicato perché avevamo bisogno di separare la luce di una galassia già debole dalla luce di una supernova”, ha detto Ahumada. Gemelli è l’unico in piedi sulla Terra telescopio Potrebbe fare note di follow-up come questa con un programma abbastanza flessibile da permetterci di spremere le nostre note”.

Questo risultato dimostra che classificare i GRB in base esclusivamente alla loro durata potrebbe non essere l’approccio migliore e che sono necessarie ulteriori osservazioni per determinare la causa del GRB.

“Inizialmente stavamo cercando la fusione di stelle di neutroni, che si ritiene producano brevi lampi di raggi gamma”, ha aggiunto Ahumada. “Una volta scoperto GRB 200826A, ci siamo resi conto che questa esplosione è stata molto probabilmente causata dal collasso di una supernova, il che è stato una sorpresa”.

“Gli osservatori Gemini continuano a gettare nuova luce sulla natura di queste incredibili esplosioni che si verificano nell’universo distante”, ha affermato Martin Steele, responsabile del programma Gemini di NSF. “Dispositivi dedicati che entreranno in uso nel prossimo decennio manterranno il vantaggio di Gemini nel seguire questi incredibili eventi cosmici”.

maggiori informazioni:
Rilevamento e conferma del lampo gamma più corto da un collasso, arXiv: 2105.05067 [astro-ph] arxiv.org/abs/2105.05067

Presentato da NOIRLab