Una Nuova Classe di Esplosioni Cosmiche

Una Nuova Classe di Esplosioni Cosmiche

Due team di astronomi hanno studiato un paio di esplosioni stellari estremamente energetiche, rapide e luminosissime, che presentano caratteristiche insolite, differenti dagli altri eventi violenti che conosciamo e che segnano la morte delle stelle massicce.

Nel Giugno 2018 gli astronomi osservarono un’esplosione cosmica con caratteristiche e comportamento sorprendente. L’oggetto, chiamato AT2018cow, attirò l’attenzione di scienziati di tutto il mondo e venne studiato a lungo. Nel giro di tre giorni il fenomeno produsse un’improvvisa esplosione tra 10 volte e 100 volte più brillante di una tipica supernova. L’anomalo lampo cosmico fu molto più rapido di ogni esplosione stellare conosciuta, con particelle in viaggio al 10 percento della velocità della luce: nel giro di 16 giorni l’evento,  accaduto in una galassia distante 200 milioni di anni luce da noi, aveva già emesso gran parte della sua energia.

Nel frattempo gli scienziati avevano individuato altre due esplosioni: CSS161010, avvenuta in una galassia distante 500 milioni di anni luce e osservata nel 2016, e ZTF18abvkwla, osservata nel 2018 in una galassia a 3,4 miliardi di anni luce da noi. I due bagliori cosmici presentavano le stesse caratteristiche insolite di AT2018cow. Recentemente due team di astronomi hanno proseguito con lo studio degli oggetti, osservandoli con il Very Large Array (VLA) e con il Giant Metrewave Radio Telescope in banda radio e, per quanto riguarda CSS161010, in banda X con il telescopio Chandra della NASA. Entrambi gli oggetti hanno riservato agli osservatori alcune sorprese. Anna Ho del Caltech, a guida dello studio su ZTF18abvkwla, ha immediatamente notato che l’emissione radio dell’oggetto era brillante tanto quanto quella di un lampo di raggi gamma. “Quando ho trattato i dati, ho pensato di aver fatto un errore”, afferma Deanne Coppejans della Northwestern University, a guida dello studio relativo a CSS161010. L’oggetto, infatti, ha lanciato una quantità inattesa di materiale nello spazio interstellare, a velocità superiori a metà della velocità della luce.

In entrambi i casi le osservazioni suggeriscono che gli oggetti condividano caratteristiche comuni con AT2018cow. Secondo gli scienziati, questi eventi, chiamati Fast Blue Optical Transients (FBOT), rappresentano un tipo di esplosione stellare potente, rapida e molto energetica, piuttosto differente dalle altre esplosioni che conosciamo. Le insolite detonazioni iniziano probabilmente allo stesso modo di alcune supernove, quando una stella massiccia esplode, essendo ormai giunta al termine della sua evoluzione. La differenza tra i FBOT e le normali supernove risiede in ciò che avviene subito dopo l’esplosione iniziale. Nelle supernove a collasso del nucleo che conosciamo, l’esplosione provoca un’onda d’urto sferica nello spazio interstellare. Se inoltre si forma un disco rotante di materiale attorno alla stella di neutroni o al buco nero residuo dell’esplosione, tale disco può spedire nello spazio stretti getti di materiale a velocità prossime a quella della luce. I getti producono fasci di raggi gamma, innescando un lampo gamma.

Anche i FBOT hanno un motore centrale di questo genere, che però rimane avvolto in uno spesso strato di materiale, probabilmente espulso dalla stella prima dell’esplosione, oppure strappato via da una stella compagna in un sistema binario. Quando il denso materiale vicino alla stella viene colpito dall’onda d’urto, provoca, subito dopo l’esplosione, il lampo brillante in luce visibile che rende questi oggetti così particolari. Man mano che il fronte d’urto, muovendosi verso l’esterno, collide con il materiale presente attorno alla stella produce emissione radio. Secondo gli astronomi il denso materiale in AT2018cow e CSS161010 include l’idrogeno, un qualcosa che non si era mai osservato negli eventi esplosivi alla base dei lampi di raggi gamma. Utilizzando l’Osservatorio Keck, gli astronomi hanno scoperto che tutti e tre gli eventi sono accaduti in galassie nane. Secondo gli autori, le proprietà di queste piccole galassie potrebbero consentire alcuni percorsi evolutivi molto rari alle stelle massicce in esse presenti.

Nell’immagine rappresentazione artistica di un’esplosione stellare
Istock/Getty Images Plus