Una misteriosa esplosione cosmica

Gli scienziati hanno scoperto un misterioso lampo di raggi X utilizzando l’Osservatorio Chandra della NASA, grazie alla più profonda immagine a raggi X mai ottenuta. La sorgente di raggi X è localizzata in una regione del cielo nota come Chandra Deep Field-South (CDF-S).

Nel corso dei 17 anni di operatività il telescopio ha osservato questo campo molte volte, col risultato di un tempo di esposizione totale di 7 milioni di secondi, cioè due mesi e mezzo.

La misteriosa sorgente, mostrata nell’inserto, ha proprietà straordinarie. Prima dell’Ottobre 2014 non era stata rilevata nei raggi X, ma in seguito è diventata almeno 1.000 volte più brillante in poche ore e dopo circa un giorno si è affievolita completamente.

Centinaia di ore di dati preesistenti dai telescopi Hubble e Spitzer hanno contribuito a determinare che l’evento proveniva da una piccola, debole galassia ad una distanza di circa 10,7 miliardi di anni luce dalla Terra. Per pochi minuti la sorgente ha prodotto un migliaio di volte più energia di tutte le stelle in questa galassia.

Anche se gli scienziati pensano che questa sorgente derivi probabilmente da qualche sorta di evento distruttivo, le sue proprietà non corrispondono a nessun fenomeno conosciuto. Questo implica che la sorgente possa essere di un tipo che gli scienziati non hanno mai osservato in precedenza.

Tuttavia i ricercatori hanno qualche idea di cosa possa trattarsi. Due delle tre possibilità principali per spiegare la sorgente coinvolgono i lampi di raggi gamma (gamma-ray burst, GRB), che sono esplosioni di estrema potenza innescate dal collasso di una stella massiccia o dalla fusione di una stella di neutroni con un’altra stella di neutroni o un buco nero. Se il getto punta direttamente verso la Terra viene rilevato un lampo di raggi gamma. Man mano che il getto si espande perde energia e produce radiazione più debole, più isotropa, nei raggi X e in altre lunghezze d’onda.

Una possibile spiegazione per la sorgente di raggi X in questione è un GRB non puntato verso la Terra o un GRB che si trova alle spalle della piccola galassia. Una terza possibilità è che un buco nero di media dimensione abbia distrutto una nana bianca.

La misteriosa sorgente di raggi X non è stata vista in altri momenti durante i due mesi e mezzo in cui Chandra ha osservato la regione. Nondimeno non è stato individuato alcun evento analogo durante osservazioni di Chandra di altre parti del cielo.

La sorgente inoltre ha proprietà differenti da sorgenti variabili di raggi X finora prive di spiegazione, rinvenute nelle galassie ellittiche NGC 5128 e NGC 4636. In particolare la sorgente in questione è associata probabilmente alla distruzione completa di una stella di neutroni o una nana bianca, ed è circa 100.000 volte più luminosa nei raggi X. È inoltre localizzata in una galassia molto più piccola e più giovane ed è stata rilevata durante un singolo burst di diverse ore.

Ricerche aggiuntive negli archivi di Chandra, di XMM-Newton dell’ESA e di Swift potrebbero permettere di scoprire altri esempi di questo tipo di oggetto finora passato inosservato. Future osservazioni di Chandra e di altri telescopi potrebbero inoltre rivelare lo stesso fenomeno in altri oggetti. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
[ Barbara Bubbi ]

http://chandra.si.edu/photo/2017/cdfsxt1/

CreditX-ray: NASA/CXC/Universidad Católica de Chile/F.Bauer et al.