Due stelle di neutroni danzano l’una intorno all’altra nel sistema binario che si forma dopo l’esplosione di una supernova. Siamo agli ultimi stadi della vita stellare. In questo movimento vorticoso, le masse di neutroni finiscono per scontrarsi violentemente. È in queste circostanze che si produce quel misterioso lampo di luce gamma, che all’improvviso abbaglia ogni fonte luminosa circostante e poi scompare nel nulla. A trent’anni di distanza dalla scoperta dei “gamma ray bursts”, gli scienziati sono riusciti finalmente a chiarire l’origine, nonché a identificare la collocazione, di questi flash di luce che illuminano lo spazio per meno di due secondi.
La scoperta, pubblicata su Nature in quattro articoli in cui spiccano diversi contributi italiani, è il risultato delle osservazioni dei satelliti Hete II e Swift. Noti a partire dalla fine degli anni Sessanta, i lampi gamma sono stati scoperti accidentalmente da alcuni satelliti americani lanciati per verificare il rispetto del trattato di non proliferazione nucleare. I satelliti, invece di rivelare esplosioni atomiche da parte di potenze nemiche, hanno individuato lampi di raggi gamma provenienti dallo spazio. Da allora, gli astronomi cercano risposte a uno dei più affascinanti ed elusivi fenomeni cosmologici.
“I lampi gamma si dividono in due classi: quelli lunghi, che possono durare fino a 20-30 secondi, e quelli corti, che durano uno o due secondi”, spiega Luigi Piro, autore di un articolo di commento su Nature e ricercatore presso l’Istituto di astrofisica spaziale e fisica cosmica dell’Inaf. “Nel 1997 il satellite italo-tedesco BeppoSax ha permesso di comprendere che i lampi gamma lunghi originano dalla gigantesca esplosione di stelle molto grandi, almeno cinquanta volte il nostro Sole. Le stelle più sono massive, meno vivono: dopo pochi milioni di anni, un’inezia su scala cosmologica, scoppiano. Nella spettacolare morte di una stella si producono i lampi gamma lunghi”.
L’origine dei gamma corti, tuttavia, restava oscura. Doveva trattarsi di esplosioni cosmiche, ma di natura differente rispetti ai lampi lunghi. Ma quale? La risposta arriva quando il satellite della Nasa Swift, lanciato nel novembre del 2004, lo scorso 9 maggio coglie e localizza con precisione un lampo gamma corto. Un secondo evento viene registrato a due mesi di distanza, in luglio, dal satellite della Nasa Hete II. Sofisticate strumentazioni hanno permesso di individuare, per la prima volta, la provenienza delle radiazioni corte. “Si tratta di stelle meno massicce rispetto a quelle da cui provengono i gamma lunghi, cioè di stelle più vecchie. Nello scontro di oggetti molto densi, come due stelle di neutroni o i buchi neri, si produce un flash di radiazione gamma, un lampo breve e molto intenso”, continua Piro. “A differenza delle emissioni dei raggi gamma lunghi, che provengono da galassie distanti sette o otto miliardi di anni luce, queste collisione fra stelle di neutroni sono avvenuta in galassie più vicine, distanti uno o due miliardi di anni luce.”I ricercatori hanno dimostrato che questi flash, capaci di rilasciare un’enorme quantità di energia nell’intervallo di un secondo, sono circa mille volte meno luminosi dei lampi gamma lunghi, in accordo con le previsioni teoriche. Il risultato rappresenta una pietra miliare nello studio dei lampi gamma.
Resta da chiarire se le radiazioni corte siano più facilmente associate a galassie relativamente vicine e di forma ellittica, come nel caso dei due lampi localizzati da questi studi, e se sì, quali siano le ragioni.
