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L’Hubble segue le tracce transitorie del lampo gamma

Articoli precedenti sul lampo gamma GRB 970228:
L’Hubble insegue le tracce della debole controparte ottica di un lampo gamma
L’Hubble identifica la posizione della controparte ottica di un lampo gamma (GRB 970228)

L’osservazione delle tracce in via di affievolimento di un lampo gamma – un fenomeno ancora fra i più misteriosi – sta rafforzando l’ipotesi che le sorgenti di queste improvvise emissioni siano localizzate in lontane galassie. Se questo fosse confermato, i gamma-ray burst rappresenterebbero eventi esplosivi di straordinaria intensità.
 

Burst Gamma L’immagine in falsi colori, presa dall’HST il 5 settembre 1997 utilizzando lo STIS (Space TelescopeImaging Spectrograph). 
L’immagine prodotta dall’
HST della "sfera di fuoco" transitoria di un lampo gamma, uno dei fenomeni più misteriosi dell’universo. 
 

Sebbene la componente in luce visibile sia diminuita  fino alla magitudine 27.7, l’HST continua a distinguere chiaramente la "sfera di fuoco" rispetto alla nebulosità circostante che è più luminosa (25 gradi di magnitudine) e che probabilmente rappresenta la  galassia ospite. 

La lunga durata della visibilità del burst e la bassa velocità di affievolimento, rafforzano la teoria che la luce prodotta dal lampo gamma proviene da una "sfera di fuoco" in espansione relativistica (a velocità vicine a quella della luce), dovuta forse dalla collisione di due oggetti massicci, come ad esempio due stelle a neutroni di un sistema binario. 
 

Ecco, in sintesi, i risultati della più recente osservazione effettuata per mezzo dello STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), il 5 settembre, circa sei mesi dopo il lampo gamma:

1. La prolungata visibilità del burst e il suo lento affievolimento, tendono a confermare l’ipotesi della "sfera di fuoco" (fireball) secondo la quale la luce viene prodotta da una sorgente in esplosione "relativistica" (con velocità di espansione vicina alla velocità della luce). Tale sorgente deve essere situata a una distanza extragalattica. Se il burst provenisse dalla nostra galassia, alla luminosità osservata, l’esplosione verrebbe rallentata dal mezzo interstellare fino a scomparire dalla vista già durante le primissime settimane.

2. Le osservazioni contraddicono le precedenti affermazioni di alcuni astronomi secondo i quali il gamma-ray burst è in movimento (per moto proprio). Da tale moto proprio si dovrebbe dedurre una distanza non maggiore di 30.000 anni luce.

3. L’oggetto indistinto nel quale è avvolta la sorgente del lampo gamma – come già confermato dalle osservazioni del 26 marzo – non è diminuito di lumiosità. Se tale oggetto fosse una nebulosa formata dai gas prodotti dall’esplosione, dovrebbe mostrare una diminuzione di luminosità corrispondente a quella della sorgente. Con ogni probabilità si tratta invece della galassia ospite.

4. Dato che la sorgente del burst non è situata al centro della galassia ospite ma nei pressi del suo bordo, il fenomeno non sembra essere in relazione con l’attività presente al centro della galassia.

Le osservazioni dell’Hubble sembrano quindi confermare il modello "fireball" per il gamma burst.

Durante gli ultimi sei mesi, l’Hubble ci mostra che la "sfera di fuoco" si indebolisce in maniera costante e continua. I gas che circondano la stella dovrebbero creare una resistenza sempre più forte all’ondata esplosiva fino ad accumularsi (come si accumula la neve davanti alla pala) e arrestare improvvisamente la "sfera di fuoco" spegnendola. La diminuzione di luminosità è invece graduale e costante, e questo fatto offre altri indizi utili per cercare di risolvere il mistero del gamma-ray burst.

Infatti, se il lampo gamma avesse origine nella nostra galassia, la "sfera di fuoco" risultante avrebbe l’energia sufficiente per spingere l’esplosione solo per la durata di un mese circa, finendo poi per "scontrarsi contro il muro" e morire. Il fatto che questa "sfera di fuoco" si sia espansa in modo gigantesco, spazzando lo spazio circostante per un raggio di un anno luce, significa che l’esplosione è stata davvero di dimensioni titaniche e, per mostrare una luminosità come quella osservata, deve esser avvenuta a distanze intergalattiche. L’energia rilasciata da un lampo gamma, che può durare dalla frazione di secondo a poche centinaia di secondi, è uguale a tutta l’energia generata dal Sole in 10 miliardi di anni.

Quando l’Hubble ha acquisito l’immagine per la prima volta (marzo 1997, diverse settimane dopo la sua scoperta), la sorgente aveva una magnitudine 26. La scala di magnitudine è utilizzata per misurare la luminosità di un corpo celeste; più piccolo è il suo valore, più luminoso è l’oggetto. L’occhio umano può distinguere gli oggetti fino alla sesta magnitudine.

Il 5 settembre 1997 la luminosità della sorgente è diminuita fino ai 27,7 gradi di magnitudine. La presunta galassia ospite è rimasta invece alla magnitudine 25.

Solo l’HST ha questa capacità di risoluzione e di contrasto che consente di distinguere ancora la "sfera di fuoco" dalla galassia ospite che ora la supera in luminosità. I ricercatori sperano di poter continuare le osservazioni per seguire le tracce della controparte ottica del burst fino alla sua estinzione.