Nelle prime ore del mattino di oggi, 14 ottobre 2022, gli astronomi utilizzando il telescopio Gemini South in Cile, hanno osservato le conseguenze senza precedenti di una delle esplosioni più potenti mai registrate, il lampo di raggi gamma (Gamma-Ray Burst, GRB) GRB221009A. Questo evento da record, rilevato per la prima volta il 9 ottobre 2022 da telescopi a raggi X e gamma in orbita, si è verificato a 2,4 miliardi di anni luce dalla Terra ed è stato probabilmente innescato dall’esplosione di una supernova che ha dato vita a un buco nero.
La titanica esplosione cosmica ha innescato un’esplosione di attività da parte di astronomi di tutto il mondo che si sono precipitati a studiare le conseguenze di quello che è uno dei lampi di raggi gamma più vicini e forse più energetici mai osservati. Le osservazioni appena rilasciate da due team indipendenti che utilizzano il telescopio Gemini South in Cile – uno dei telescopi gemelli dell’Osservatorio Internazionale Gemini gestito dal NOIRLab della NSF – hanno preso di mira i resti luminosi dell’esplosione, che probabilmente preannunciava una supernova che avrebbe dato vita a un buco nero.
Il GRB, identificato come GRB 221009A, si è verificato a circa 2,4 miliardi di anni luce in direzione della costellazione della Freccia. È stato rilevato per la prima volta la mattina del 9 ottobre dai telescopi spaziali a raggi X e gamma, tra cui il telescopio spaziale Fermi della NASA, l’Osservatorio Neil Gehrels Swift e la sonda Wind.
Due team di astronomi hanno lavorato a stretto contatto con il personale del Gemini South per ottenere le prime osservazioni possibili del bagliore residuo di questa storica esplosione. Nelle prime ore del mattino di venerdì 14 ottobre, due gruppi di osservatori indipendenti, guidati dagli studenti laureati Brendan O’Connor (Università del Maryland/George Washington University) e Jillian Rastinejad (Northwestern University), hanno condotto due osservazioni di imaging Rapid Target of Opportunity.
Le osservazioni sono avvenute a pochi minuti di distanza. La prima osservazione ha utilizzato lo strumento FLAMINGOS-2, uno spettrografo per immagini nel vicino infrarosso. L’altra osservazione utilizzava il Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS). I team ora hanno accesso a entrambi i set di dati per le loro analisi di questo evento energetico e in evoluzione.
“Il GRB 221009A eccezionalmente lungo è il GRB più luminoso mai registrato e il suo bagliore residuo sta battendo tutti i record a tutte le lunghezze d’onda“, ha affermato O’Connor. “Poiché questa esplosione è così luminosa e anche vicina, pensiamo che questa sia un’opportunità irripetibile per affrontare alcune delle domande più fondamentali riguardanti queste esplosioni, dalla formazione di buchi neri ai test dei modelli della materia oscura“.
Grazie alla rapida reazione degli osservatori e dello staff, questa immagine è stata prodotta rapidamente subito dopo le osservazioni. “L’agilità e la reattività dell’infrastruttura e del personale di Gemini sono segni distintivi del nostro osservatorio e hanno reso i nostri telescopi risorse ideali per gli astronomi che studiano eventi transitori“, ha affermato Janice Lee, capo scienziato di Gemini.
Le comunicazioni sono già arrivate ad altri astronomi attraverso la Gamma-ray Coordinates Network della NASA, il cui archivio si sta ora riempiendo di rapporti da tutto il mondo. Gli astronomi pensano che rappresenti il collasso di una stella molte volte la massa del nostro Sole, che a sua volta lancia una supernova estremamente potente e dà vita a un buco nero a 2,4 miliardi di anni luce dalla Terra.
“Nel nostro gruppo di ricerca, ci siamo riferiti a questo burst come alla ‘BOAT’, o Brightest Of All Time, perché quando si osservano le migliaia di esplosioni che i telescopi a raggi gamma hanno rilevato dagli anni ’90, questa si distingue“, ha detto Rastinejad. “La sensibilità e la diversificata suite di strumenti di Gemini ci aiuteranno a osservare le controparti ottiche di GRB221009A in tempi molto successivi rispetto a quanto la maggior parte dei telescopi terrestri può osservare. Questo ci aiuterà a capire cosa ha reso questo lampo di raggi gamma così straordinariamente luminoso ed energetico”.
Quando si formano i buchi neri, guidano potenti getti di particelle che vengono accelerati quasi alla velocità della luce. Questi getti quindi attraversano ciò che resta della stella progenitrice, emettendo raggi X e raggi gamma mentre fluiscono nello spazio. Se questi getti sono puntati nella direzione generale della Terra, vengono osservati come lampi luminosi di raggi X e raggi gamma.
Un altro lampo di raggi gamma così luminoso potrebbe non apparire per decenni o addirittura secoli e il caso è ancora in evoluzione. Degni di nota sono altri rapporti straordinari di disturbi nella ionosfera terrestre che influenzano le trasmissioni radio a onde lunghe dalla radiazione energetica dall’evento GRB221009A. Gli scienziati si stanno anche chiedendo come i fotoni ad altissima energia da 18 TeV (tera-elettron-volt) osservati con il Chinese Large High Altitude Air Shower Observatory possano sfidare la nostra comprensione standard della fisica e sopravvivere al loro viaggio di 2,4 miliardi di anni verso la Terra.
Questo evento, a causa della sua relativa vicinanza alla Terra, è anche un’opportunità unica per comprendere meglio l’origine degli elementi più pesanti del ferro e se provengono tutti esclusivamente da fusioni di stelle di neutroni o anche da stelle collassanti che innescano GRB. “Le osservazioni di Gemini ci consentiranno di utilizzare al meglio questo evento vicino e di cercare le firme degli elementi pesanti formati ed espulsi nel massiccio collasso della stella”, ha affermato O’Connor.
