Cosa sono i lampi gamma?

I lampi gamma (in inglese Gamma Ray Bursts, abbreviato in GRBs) sono le esplosioni più energetiche dell'universo. Si verificano improvvisamente e casualmente ogni giorno nel cielo e sono formati da radiazione luminosa invisibile ma con fotoni così energetici da poterci incenerire all'istante se non ci trovassimo a distanza di sicurezza! (e per fortuna lo siamo sempre stati e probabilmente lo saremo sempre). Il mistero per molti anni è rimasto...da cosa potevano prevenire esplosioni così devastanti?
Le scoperte più recenti stanno cominciando a dare delle risposte, ma per capirle dobbiamo distinguere due tipi di GRBs:

1) I GRBs corti (che hanno durata inferiore a 2 secondi);

2) I GRBs lunghi (con durata superiore a 2 secondi).

Ognuna di queste due categorie ha una o più spiegazioni diverse.

I GRB lunghi potrebbero essere causati da una collapsar, cioè da una stella molto massiccia (almeno 40 masse solari), a bassa metallicità (cioè con pochi elementi chimici più pesanti dell'elio), capace di ruotare così velocemente da perdere una gran parte del suo involucro di idrogeno; cosa succede quindi? La stella forma un nucleo di ferro alla fine della sua esistenza e collassa direttamente formando un buco nero, senza esplodere. Il gas ruota intorno al buco nero formando il disco di accrescimento e ai suoi due poli la stella viene squarciata da due getti di raggi gamma e particelle a velocità altissima, quasi uguale a quella della luce! Sarebbero questi getti, chiamati getti relativistici, a formare i GRB lunghi, mentre il resto della stella viene fatto esplodere da onde d'urto tipo supernova e produce nickel, un metallo radioattivo che alimenta la luce della supernova.
Esistono stelle sospettate di questo scoppio così violento? Certo! L'identikit corrisponde alle stelle di Wolf-Rayet, che sono stelle giganti blu caldissime, molto massicce (hanno una massa superiore a 20 masse solari), e sprigionano fortissimi venti stellari che disperdono una grande massa di idrogeno esterno. E c'è un altro indizio: si sono registrati GRBs lunghi seguiti subito dopo da esplosioni di supernovae di tipo Ib/c, cioè proprio quelle che dovrebbero succedere quando si formano le collapsar!
Ma questa spiegazione convince in tutti i casi. Non sempre ci sono supernovae insieme ai GRBs lunghi, o se ci sono, si verificano con troppa distanza l'uno dall'altra. E allora? Niente paura, ci sono spiegazioni anche in queste occasioni: se non c'è la supernova, la sospettata numero uno sarebbe una stella di neutroni che ruota velocissima emettendo un forte campo magnetico e anche i lampi gamma: questa stella è stata chiamata magnetar. Oppure, nel caso in cui la supernova esplode molto tempo prima del lampo gamma, potrebbe essere la stella di neutroni sopravvissuta alla supernova a collassare più tardi, formando un buco nero ed emettendo un lampo gamma: questo modello è chiamato della supranova.

E i GRBs corti? Qui le ipotesi non sono così tante per fortuna: si pensa che si formino per fusione di due oggetti compatti come due stelle di neutroni o una stella di neutroni con un buco nero. Ad esempio due stelle di neutroni si possono avvicinare sempre di più liberando onde gravitazionali, finché, a distanza ravvicinata, l'emissione di energia gravitazionale accelera e le due stelle crollano una sull'altra formando un buco nero e un lampo gamma.

Pochi anni fa si è potuto osservare tale fenomeno:

Il fenomeno e' avvenuto in una galassia distante dalla Terra otto miliardi di anni luce ed e' stato analizzato appena 251 secondi dopo la sua comparsa.

Il risultato, pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, e' stato osservato da un gruppo di astronomi britannici del the Mullard Space Science Laboratory (Mssl) dell'University College di Londra. utilizzando i dati forniti dal satellite Swift, realizzato dalla Nasa in collaborazione con Agenzia Spaziale Italiana (Asi) e Consiglio britannico per la scienza e la tecnologia (Stfc).

Lanciato nel novembre 2004, Swift e' riuscito a ottenere lo spettro ultravioletto di un lampo gamma battendo ogni record di rapidita' in questo campo grazie al telescopio Uvot (Ultraviolet/Optical Telescope) .

Secondo i ricercatori ottenere in futuro altri risultati simili permettera' di calcolare distanza e luminosita' dei lampi gamma entro poche centinaia di secondi dalla loro comparsa, permettendo in questo modo di comprendere meglio le cause di queste esplosioni e le galassie dalle quali hanno origine.

Attualmente si ritiene che i lampi gamma siano emessi in seguito a immense esplosioni che seguono il collasso, all'interno di un buco nero, del nucleo di stelle massive che ruotano molto rapidamente. Ma questa resta un'ipotesi da dimostrare e sostanzialmente i lampi gamma sono eventi ancora misteriosi. Massimiliano De Pasquale, del l'Mssl,ritiene che d'ora in poi si potranno osservare lampi gamma finora quasi impossibili da osservare e saperne di piu' sulle galassie che ospitano questi fenomeni, anche se sono lontane miliardi di anni luce.