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    Un potente strumento per caratterizzare e classificare i lampi di raggi gamma

    Crediti:Istituto Nazionale di Astrofisica

    Un team internazionale di ricercatori ha recentemente presentato un potente strumento per caratterizzare e classificare i lampi di raggi gamma (GRB) per consentirne l'uso come traccianti della storia dell'espansione dell'universo. Il lavoro, che è stato pubblicato nel Giornale Astrofisico , è un'analisi statistica delle proprietà dei misteriosi GRB, finalizzato alla determinazione di un sottogruppo di GRB e allo studio dell'origine fisica di questi sistemi.

    I GRB sono i più potenti eventi ad alta energia conosciuti, che dura da pochi secondi ad alcune ore. Durante la loro breve fase di emissione di raggi gamma ad altissima energia (chiamata prompt), emettono la stessa quantità di energia che il sole rilascia durante tutta la sua vita. Sono stati rilevati a distanze tali che la loro luce ha viaggiato verso di noi da quando l'universo era solo un millesimo della sua dimensione attuale. Nonostante decenni di osservazioni, c'è ancora molto poco da sapere in modo definitivo sui meccanismi fisici che li producono. Molte sono le origini proposte, comprese le esplosioni di stelle estremamente massicce, le fusioni di stelle di neutroni o lo spin down di stelle massicce magnetizzate.

    Poiché i GRB possono essere rilevati in epoche molto precedenti alle supernove, determinare la loro luminosità intrinseca potrebbe far risalire la storia dell'espansione dell'universo a tempi cosmologici significativamente più remoti di quelli attualmente possibili. L'autore principale, la dott.ssa Maria Dainotti, ha dimostrato che i dettagli della fase di plateau post-incandescenza dei raggi X, meno energetica ma molto più duratura, possono definire una sottoclasse di GRB lunghi tale che appare una correlazione molto stretta tra la durata della radiografia fase di plateau, la sua luminosità, e la luminosità della caratteristica del raggio gamma immediato (vedi Fig. 1). Questa correlazione a tre parametri individua un piano in cui gli assi, lunghezza, larghezza e altezza rappresentano queste quantità.

    L'immagine mostra la La (luminosità alla fine del plateau dei raggi X), Ta (la durata del frame di riposo del plateau) e Lpeak, (il picco di luminosità nella pronta emissione) spazio, con un piano montato utilizzando 183 GRB osservati da Swift, inclusi GRB con un SNe associato (coni), Lampi di raggi X (sfere), Corto con emissione estesa (cuboidi), lunghi GRB (cerchi), e GRB ultra lunghi (poliedri). I colori più scuri indicano i dati sopra il piano, mentre i dati di colori più chiari al di sotto del piano. Crediti:Istituto Nazionale di Astrofisica

    I ricercatori hanno suddiviso il campione in categorie:il piano identificato dai GRB d'oro, e GRB con plateau radiografici molto ben definiti e meno ripidi. Questa analisi mostra una dispersione ancora minore rispetto ai piani derivati ​​dalle altre classi. Ciò suggerisce il suo utilizzo per studi cosmologici dove è essenziale conoscere la precisa luminosità dei traccianti cosmologici utilizzati.

    Esistono prove di una diversa origine fisica per i GRB corti che presentano un'emissione estesa rispetto alle altre classi. Questo è importante per il nascente campo dell'astronomia delle onde gravitazionali, in cui ci si potrebbe aspettare un segnale distinto in relazione a eventi con un'associazione GRB corta o lunga. Così, la distanza dai piani fondamentali che caratterizzano i GRB con determinate caratteristiche diventa uno strumento cruciale per discernere tra le categorie di GRB, portando a una comprensione più profonda della loro natura. C'è una differenza statistica tra il piano campione d'oro e il piano identificato da breve con emissione estesa.

    I ricercatori stanno compiendo passi verso l'identificazione della diversa miscela di specie che compongono lo zoo di raggi gamma, un programma molto impegnativo che alla fine determinerà i meccanismi fisici responsabili delle molte varietà di raggi gamma, e infine adempiere alla promessa del loro uso come sonde cosmologiche.


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