Un buco nero nasce da una stella esplosa: ecco il GRB più potente mai osservato

Oggi voglio parlarvi di un evento spettacolare che ha avuto luogo lo scorso ottobre: il lampo di raggi gamma più brillante mai visto! Si tratta di una delle esplosioni più potenti dell'universo, causata dal collasso del nucleo di una stella massiccia e la nascita di un buco nero. Vi racconto tutto quello che c'è da sapere su questo fenomeno incredibile e le sue implicazioni per la scienza e l'astronomia.

Cos'è un lampo di raggi gamma?

Un lampo di raggi gamma (GRB, dall'inglese gamma-ray burst) è un breve impulso di radiazione elettromagnetica ad alta energia che proviene da una regione molto lontana dello spazio. Si pensa che i GRB siano generati dall'esplosione di una stella massiccia (almeno 10 volte più grande del Sole) che ha esaurito il suo combustibile nucleare e collassa sotto la sua stessa gravità. Questo processo porta alla formazione di un buco nero, che inghiotte la materia circostante e emette due getti di particelle ad altissima velocità in direzioni opposte. Se uno di questi getti è puntato verso la Terra, possiamo osservare il lampo di raggi gamma.

I GRB sono tra i fenomeni più energetici dell'universo: in pochi secondi o minuti possono rilasciare più energia di quella emessa dal Sole in tutta la sua vita. I GRB sono anche molto rari: si stima che nella nostra galassia ne avvenga uno ogni 100 milioni di anni. Per fortuna, i GRB sono anche molto lontani: la maggior parte di quelli osservati proviene da galassie a miliardi di anni luce da noi. Questo significa che la loro radiazione si attenua molto durante il viaggio e non rappresenta un pericolo per la vita sulla Terra.

Il lampo di raggi gamma più brillante mai visto

Il 9 ottobre 2022, numerosi satelliti e telescopi spaziali hanno rilevato un lampo di raggi gamma eccezionale, denominato GRB 221009A. Si tratta del lampo più brillante mai registrato nella storia dell'osservazione dei GRB, iniziata nel 1967. Il lampo è stato così luminoso da oscurare temporaneamente la nostra galassia nella banda dei raggi gamma e da scuotere l'atmosfera terrestre con un gigawatt (un miliardo di watt) di potenza.

Il lampo è avvenuto in una galassia a circa 1,9 miliardi di anni luce da noi, ed è stato causato dall'esplosione di una stella con una massa pari a circa 40 volte quella del Sole. Il lampo ha durato circa 2 secondi, ma il suo bagliore residuo (l'afterglow) è ancora visibile e lo sarà per molto tempo. Gli scienziati hanno calcolato che un lampo così brillante potrebbe avvenire solo una volta ogni 10 mila anni.

Le scoperte scientifiche grazie al lampo

Il lampo di raggi gamma più brillante mai visto ha offerto agli scienziati l'opportunità di studiare in dettaglio questo fenomeno e le sue conseguenze. Grazie alle osservazioni ai raggi X, gli scienziati hanno potuto individuare e analizzare venti nubi di polvere nella nostra galassia, attraversate dalla radiazione del lampo. Queste nubi hanno riflesso parte dei raggi X, creando una serie di anelli concentrici intorno alla posizione del lampo. Questa tecnica ha permesso di fare una sorta di tomografia della Via Lattea, misurando la distanza e la densità delle nubi.

Perché questo lampo è così importante?

Il lampo GRB 221009A ci offre una finestra unica sul passato remoto dell'universo e sulla formazione delle prime stelle e galassie. Grazie al suo elevato redshift (un parametro che misura quanto la luce si allunga a causa dell'espansione dell'universo), possiamo studiare le condizioni fisiche e chimiche della galassia ospite e del mezzo intergalattico circostante. Inoltre, possiamo confrontare le proprietà del lampo con quelle dei GRB più vicini a noi e capire come sono evoluti nel tempo.