Le esplosioni di Raggi Gamma sono tra gli eventi più energetici dell'Universo, ma alcuni appaiono stranamente deboli nella luce visibile. Il più grande studio fino ad oggi di questi lampi oscuri cosiddetti raggi gamma, usando il MPG di 2,2 metri / telescopio dell'ESO a La Silla in Cile, ha scoperto che queste esplosioni non hanno bisogno di spiegazioni esotiche. La loro debolezza è spiegata da una combinazione di cause, la più importante delle quali è la presenza di polvere tra la Terra e l'esplosione.
I lampi di raggi gamma (GRB), sono eventi fugaci che durano da meno di un secondo a diversi minuti e vengono rilevati dagli osservatori orbitanti che possono raccogliere le loro radiazioni ad alta energia.
Tredici anni fa, tuttavia, gli astronomi hanno scoperto dei flussi di radiazioni di maggiore durata e meno energetici, provenientei da queste violente esplosioni, che possono durare per settimane o anche anni dopo l'esplosione iniziale. Gli astronomi chiamano questo bagliore "Scoppio di Raggi Gamma".
Mentre tutti i lampi di raggi gamma [1] hanno bagliori che emettono raggi X, solo circa la metà di essi sono stati trovati a sprigionare luce visibile, con il resto ancora misteriosamente oscuro. Alcuni astronomi sospettavano che questi bagliori potevano essere esempi di una nuova classe di lampi di raggi gamma, mentre altri pensavano che stessero avvenendo a distanze molto grandi. Studi precedenti avevano suggerito che ad oscurare lo scoppio era la polvere presente tra noi e l'esplosione.
"Studiare i bagliori è di vitale importanza per migliorare la nostra comprensione sugli oggetti che emettono i lampi di raggi gamma su quello che essi ci raccontano sulla formazione stellare nell'Universo primordiale", dice l'autore principale Jochen Greiner presso l'Istituto Max-Planck per la fisica extraterrestre di Garching bei München, Germania.
Nel nuovo studio, gli astronomi hanno combinato i dati del sarellite della NASA Swift con nuove osservazioni effettuate con GROND [2], uno strumento dedicato all'inseguimento e all'osservazione dei raggi gamma, collegato al telescopio dell'ESO, MPG di 2,2 metri, a La Silla in Cile.
In tal modo, gli astronomi hanno definitivamente risolto il mistero del bagliore residuo ottico mancante.
Ciò che rende GROND emozionante per lo studio degli "afterglow" è il tempo di risposta molto veloce, si può osservare uno scoppio dopo pochi minuti dalla segnalazione proveniente da Swift con un sistema speciale chiamato Rapid Response Mode e la sua capacità di osservare contemporaneamente attraverso sette filtri che coprono sia la parte visibile che nel vicino infrarosso dello spettro.
Combinando i dati di GROND ottenuti attraverso questi sette filtri, con le osservazioni fatte da Swift, gli astronomi sono stati in grado di determinare con precisione la quantità di luce emessa dal bagliore residuo a molto diverse lunghezze d'onda, tutti ad alta energia dei raggi X per il vicino infrarosso. Gli astronomi hanno utilizzato queste informazioni per misurare direttamente la quantità di polveri che oscurano la luce dopo aver attraversato la rotta verso la Terra. Precedentemente, gli astronomi dovevano affidarsi a stime approssimative del contenuto di polvere presente nel mezzo interstellare [3].
Il team ha utilizzato una serie di dati, tra le proprie misurazioni ottenute da Grond, in aggiunta alle osservazioni formulate dagli altri telescopi di grandi dimensioni tra cui il Very Large Telescope, per stimare le distanze per di quasi tutte le esplosioni esaminate. Una percentuale significativa di scoppi hanno circa il 60-80% dell'intensità originale, che diventa solo il 30-50% della luce per gli oggetti più lontani [4].
Gli astronomi hanno concluso che i lampi più scuri di raggi gamma sono quindi solo quelli che hanno avuto una piccola quantità di luce visibile completamente strappata via prima che ci raggiungesse.
"Rispetto a molti strumenti sui grandi telescopi, GROND è a basso costo e relativamente semplice, ma è stato in grado di risolvere definitivamente il mistero che circonda il buio lampi dei raggi gamma," dice Greiner.
Note:
[1] I lampi di raggi gamma che durano più di due secondi sono indicati come burst lunghi mentre quelli con una durata più breve sono noti come burst brevi. Quelli di lunga durata, che sono stati osservati in questo studio, sono associati alle esplosioni di una massiccia supernova in galassie si formano le giovani stelle. I burst brevi non sono ben compresi, ma si pensa che provengono dalla fusione di due oggetti compatti come le stelle di neutroni.
[2] Il Gamma-Ray Burst Optical Near Detector (GROND), è stato progettato e costruito presso il Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics in collaborazione con l'Osservatorio Tautenburg, ed è pienamente operativo dal mese di agosto del 2007.
[3] Altri studi in materia di lampi gamma oscuri sono stati già pubblicati. All'inizio di quest'anno, gli astronomi hanno usato il telescopio Subaru per osservare un singolo burst di raggi gamma, da cui si ipotizza che i lampi bui di raggi gamma possono infatti essere una sotto-classe distinta che si forma con un meccanismo diverso, come ad esempio la fusione di stelle binarie.
In un altro studio pubblicato l'anno scorso con le osservazioni fatte dal Keck Telescope, gli astronomi hanno studiato le galassie ospiti di 14 GRB scuri e sulla base degli spostamenti verso il rosso hanno dedotto che la polvere causa il buio. Nel nuovo lavoro qui riportato, sono stati studiati 39 GBR tra cui quasi 20 scoppiano al buio ed è l'unico studio in cui la polvere è stata misurata direttamente.
[4] Poiché il bagliore delle esplosioni distanti è molto spostato verso il rosso, a causa dell''espansione dell'Universo, la luce rilasciata dall'oggetto era originariamente più blu di quella rilevata sulla Terra. Poiché la riduzione dell'intensità della luce dalla polvere è maggiore per la luce blu ed ultravioletta che per il rosso, questo significa che l'effetto di oscuramento globale delle polveri è maggiore per le raffiche più distanti di raggi gamma. Questo è il motivo per cui le capacità di GROND di osservare radiazione del vicino infrarosso fa una simile differenza.
I lampi di raggi gamma (GRB), sono eventi fugaci che durano da meno di un secondo a diversi minuti e vengono rilevati dagli osservatori orbitanti che possono raccogliere le loro radiazioni ad alta energia.
Tredici anni fa, tuttavia, gli astronomi hanno scoperto dei flussi di radiazioni di maggiore durata e meno energetici, provenientei da queste violente esplosioni, che possono durare per settimane o anche anni dopo l'esplosione iniziale. Gli astronomi chiamano questo bagliore "Scoppio di Raggi Gamma".
Mentre tutti i lampi di raggi gamma [1] hanno bagliori che emettono raggi X, solo circa la metà di essi sono stati trovati a sprigionare luce visibile, con il resto ancora misteriosamente oscuro. Alcuni astronomi sospettavano che questi bagliori potevano essere esempi di una nuova classe di lampi di raggi gamma, mentre altri pensavano che stessero avvenendo a distanze molto grandi. Studi precedenti avevano suggerito che ad oscurare lo scoppio era la polvere presente tra noi e l'esplosione.
"Studiare i bagliori è di vitale importanza per migliorare la nostra comprensione sugli oggetti che emettono i lampi di raggi gamma su quello che essi ci raccontano sulla formazione stellare nell'Universo primordiale", dice l'autore principale Jochen Greiner presso l'Istituto Max-Planck per la fisica extraterrestre di Garching bei München, Germania.
Nel nuovo studio, gli astronomi hanno combinato i dati del sarellite della NASA Swift con nuove osservazioni effettuate con GROND [2], uno strumento dedicato all'inseguimento e all'osservazione dei raggi gamma, collegato al telescopio dell'ESO, MPG di 2,2 metri, a La Silla in Cile.
In tal modo, gli astronomi hanno definitivamente risolto il mistero del bagliore residuo ottico mancante.
Ciò che rende GROND emozionante per lo studio degli "afterglow" è il tempo di risposta molto veloce, si può osservare uno scoppio dopo pochi minuti dalla segnalazione proveniente da Swift con un sistema speciale chiamato Rapid Response Mode e la sua capacità di osservare contemporaneamente attraverso sette filtri che coprono sia la parte visibile che nel vicino infrarosso dello spettro.
Combinando i dati di GROND ottenuti attraverso questi sette filtri, con le osservazioni fatte da Swift, gli astronomi sono stati in grado di determinare con precisione la quantità di luce emessa dal bagliore residuo a molto diverse lunghezze d'onda, tutti ad alta energia dei raggi X per il vicino infrarosso. Gli astronomi hanno utilizzato queste informazioni per misurare direttamente la quantità di polveri che oscurano la luce dopo aver attraversato la rotta verso la Terra. Precedentemente, gli astronomi dovevano affidarsi a stime approssimative del contenuto di polvere presente nel mezzo interstellare [3].
Il team ha utilizzato una serie di dati, tra le proprie misurazioni ottenute da Grond, in aggiunta alle osservazioni formulate dagli altri telescopi di grandi dimensioni tra cui il Very Large Telescope, per stimare le distanze per di quasi tutte le esplosioni esaminate. Una percentuale significativa di scoppi hanno circa il 60-80% dell'intensità originale, che diventa solo il 30-50% della luce per gli oggetti più lontani [4].
Gli astronomi hanno concluso che i lampi più scuri di raggi gamma sono quindi solo quelli che hanno avuto una piccola quantità di luce visibile completamente strappata via prima che ci raggiungesse.
"Rispetto a molti strumenti sui grandi telescopi, GROND è a basso costo e relativamente semplice, ma è stato in grado di risolvere definitivamente il mistero che circonda il buio lampi dei raggi gamma," dice Greiner.
Note:
[1] I lampi di raggi gamma che durano più di due secondi sono indicati come burst lunghi mentre quelli con una durata più breve sono noti come burst brevi. Quelli di lunga durata, che sono stati osservati in questo studio, sono associati alle esplosioni di una massiccia supernova in galassie si formano le giovani stelle. I burst brevi non sono ben compresi, ma si pensa che provengono dalla fusione di due oggetti compatti come le stelle di neutroni.
[2] Il Gamma-Ray Burst Optical Near Detector (GROND), è stato progettato e costruito presso il Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics in collaborazione con l'Osservatorio Tautenburg, ed è pienamente operativo dal mese di agosto del 2007.
[3] Altri studi in materia di lampi gamma oscuri sono stati già pubblicati. All'inizio di quest'anno, gli astronomi hanno usato il telescopio Subaru per osservare un singolo burst di raggi gamma, da cui si ipotizza che i lampi bui di raggi gamma possono infatti essere una sotto-classe distinta che si forma con un meccanismo diverso, come ad esempio la fusione di stelle binarie.
In un altro studio pubblicato l'anno scorso con le osservazioni fatte dal Keck Telescope, gli astronomi hanno studiato le galassie ospiti di 14 GRB scuri e sulla base degli spostamenti verso il rosso hanno dedotto che la polvere causa il buio. Nel nuovo lavoro qui riportato, sono stati studiati 39 GBR tra cui quasi 20 scoppiano al buio ed è l'unico studio in cui la polvere è stata misurata direttamente.
[4] Poiché il bagliore delle esplosioni distanti è molto spostato verso il rosso, a causa dell''espansione dell'Universo, la luce rilasciata dall'oggetto era originariamente più blu di quella rilevata sulla Terra. Poiché la riduzione dell'intensità della luce dalla polvere è maggiore per la luce blu ed ultravioletta che per il rosso, questo significa che l'effetto di oscuramento globale delle polveri è maggiore per le raffiche più distanti di raggi gamma. Questo è il motivo per cui le capacità di GROND di osservare radiazione del vicino infrarosso fa una simile differenza.
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