I primi minuti di vita di un gamma ray burst

Nuova luce (ci si perdoni il facile gioco di parole) sui gamma ray burst, le fortissimi esplosioni luminose che avvengono in oggetti celesti “esotici” come stelle di neutroni e buchi neri in accrescimento. Come spiegano su Nature Carole Mundell e colleghi, della Liverpool John Moores University Uk, infatti, questi eventi astrofisici estremi genererebbero dei fortissimi campi magnetici nei minuti immediatamente successivi alla loro comparsa, in grado di polarizzare (ovvero allineare) la materia espulsa durante il cosiddetto shock inverso, cioè l’onda d’urto causata dall’interazione del gamma ray burst con il mezzo circostante.

Spiegare la fisica dei gamma ray burst ai non addetti ai lavori non è cosa facile. E, d’altronde, anche la comunità scientifica ancora non è del tutto sicura su quali siano i meccanismi che innescano e regolano queste spettacolari esplosioni. Come spiega Maxim Lyutikov nella News&Views che accompagna il lavoro degli scienziati, quando un buco nero attira la materia al suo interno, vengono compressi e amplificati forti campi magnetici. Tale fenomeno, combinato alla rotazione del buco nero stesso, porta alla realizzazione astronomica della cosiddetta ruota di Faraday, una specie di generatore elettrico di polarità costante, che produce grandi correnti e voltaggi. “È così, probabilmente, che si generano i gamma ray burst”, continua Lyutikov. “Il flusso di materiale espulso può raggiungere velocità estremamente alte e, nel caso di eventi che durano diversi minuti, produrre energie comparabili a quella che il Sole irradierà in tutta la sua vita”. 

Quando il flusso del gamma ray burst interagisce con la materia che lo circonda, spiegano i ricercatori, avvengono due shock: uno in avanti, verso il mezzo esterno, e uno all’indietro, verso il materiale espulso. Quest’ultimo può fornire parecchie informazioni sul tipo di esplosione e sulla validità del modello della ruota di Faraday: se la teoria è corretta, allora il flusso deve portare con sé un campo magnetico ordinato e su larga scala. Ma finora non c’erano evidenze in merito: è qui che entra in gioco il lavoro di Mundell. Nel loro studio, gli scienziati hanno descritto la rivelazione di un campo magnetico nel GRB 120308A, osservato usando il Liverpool Telescope, uno strumento ottico di media dimensione, accoppiato a Ringo2, un polarimetro appositamente progettato.

Il risultato dell’équipe di Mundell è solo l’ultimo tassello di un puzzle complesso che dura da parecchi decenni di ricerche, nonostante i quali la natura dei gamma ray burst resta ancora parzialmente sconosciuta. “Lo studio attuale, comunque”, conclude Lyutikov, “conferma il modello a ruota di Faraday per il rilascio di potenti flussi astrofisici e per l’emissione di alta energia”. 

Riferimenti: Nature doi:10.1038/nature.12814

Credits immagine: Nasa/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith e John Jones

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