La scoperta dell'ultimo bagliore. A sinistra c'è un'immagine dal cosiddetto telescopio Pan-STARRS alle Hawaii, scattata prima dell'esplosione. A destra c'è un'immagine della stessa parte di cielo ripresa con il Nordic Optical Telescope pochi minuti dopo che l'esplosione è stata registrata dal satellite Swift. Credito:Istituto Niels Bohr
Un gruppo di ricerca internazionale, con la partecipazione dell'Istituto Niels Bohr dell'Università di Copenaghen, ha trovato lo stesso tipo di polvere interstellare che conosciamo dalla Via Lattea in una galassia lontana 11 miliardi di anni luce dalla Terra. Si è scoperto che questo tipo di polvere è raro in altre galassie e la nuova scoperta gioca un ruolo importante nella comprensione di cosa serve per la formazione di questo particolare tipo di polvere interstellare.
Le galassie sono strutture complesse composte da molte parti singole, come le stelle, gas, polvere e materia oscura. Anche se la polvere rappresenta solo una piccola parte della quantità totale di materia in una galassia, svolge un ruolo importante nel modo in cui si formano le stelle e nel modo in cui la luce delle stelle sfugge alle galassie. I grani di polvere possono assorbire e disperdere la luce. Anche le particelle di polvere svolgono un ruolo decisivo nella formazione dei pianeti e quindi anche per la comprensione della nostra stessa esistenza sulla Terra.
La polvere nelle galassie è costituita da piccoli grani di carbonio, silicio, ferro da stiro, alluminio e altri elementi più pesanti. La Via Lattea ha un contenuto molto elevato di polvere carboniosa, che ha dimostrato di essere molto raro in altre galassie. Ma ora un simile tipo di polvere è stato trovato in pochi, galassie molto distanti che i ricercatori sono stati in grado di indagare utilizzando la luce dei lampi di raggi gamma. I lampi di raggi gamma provengono da stelle massicce che esplodono quando il carburante nel suo nucleo è esaurito. L'esplosione fa sì che le stelle morenti emettano potenti esplosioni di luce che gli astronomi possono utilizzare per analizzare di cosa sono composte le galassie. Nello specifico, possono misurare il contenuto elementare e analizzare la loro strada verso le proprietà delle proprietà della polvere esaminando la luce che fuoriesce dalle galassie.
La polvere carboniosa viene registrata nelle misurazioni come "urto di polvere", questo è, un alto valore di polvere con detta composizione. Questa protuberanza di polvere ultravioletta è stata ora rilevata in un lampo di raggi gamma, che è stato chiamato GRB180325A e il risultato è stato appena accettato per la pubblicazione sulla rivista Lettere per riviste astrofisiche . L'autore principale è Tayyaba Zafar che ha completato il suo dottorato di ricerca. studia al Niels Bohr Institute di Copenhagen e ora lavora presso l'Angle Australian Observatory in Australia. Diversi altri ricercatori dell'NBI sono coautori dell'articolo.
GRB180325A è stato rilevato dallo Swift Observatory (NASA) di Neil Gehrel il 28 marzo 2018. Swift è una missione satellitare che rileva i raggi gamma dalle stelle morenti. Quando un tale rilevamento dal satellite colpisce gli astronomi, inizia un periodo frenetico. Gli astronomi cercano di osservare quella parte di cielo il più rapidamente possibile per assicurarsi le informazioni cruciali che consentono loro di studiare l'interno della galassia da cui ha avuto origine l'esplosione. In questo caso Kasper Heintz, che ha svolto la sua tesi di master presso l'Istituto Niels Bohr ed è ora un Ph.D. studente presso l'Università dell'Islanda, era in servizio. Ha attivato il telescopio ottico nordico (NOT) alla Palma, dove il professor Johan Fynbo dell'Istituto Niels Bohr stava osservando per un altro progetto. Le prime osservazioni della luce del lampo gamma furono assicurate solo pochi minuti dopo la scoperta da parte di Swift.
Spettri del bagliore residuo di GRB 180325A presi con il NOT e l'X-shooter ESO/VLT. L'urto di polvere è visto come il rigonfiamento verso il basso, che è nello spettro intorno a 7000 . Per confronto, puoi vedere l'urto di polvere della Via Lattea nel piccolo riquadro a sinistra. Credito:Tayyaba Zafar (AAO) et al
Le osservazioni di NOT hanno mostrato che la stella era esplosa in una galassia con uno spostamento verso il rosso di 2,25, il che significa che la luce ha viaggiato per circa 11 miliardi di anni luce. Le osservazioni hanno mostrato immediatamente che l'urto di polvere, conosciuto dalla Via Lattea, era presente in questa galassia. Il team ha poi osservato il lampo gamma con lo spettrografo X-shooter sul Very Large Telescope (European Southern Observatory) dell'ESO sul Cerro Paranal in Cile. Tutto sommato, sono stati assicurati quattro spettri del bagliore residuo del lampo di raggi gamma, il tutto con un chiaro rilevamento dell'urto di polvere.
"È un bellissimo esempio di come le osservazioni nello spazio e nel mondo possono lavorare insieme e creare scoperte nella ricerca. Il lavoro dà anche motivo di esprimere grandi ringraziamenti alla Fondazione Carlsberg, senza la quale l'astronomia danese non avrebbe né accesso al Very Large Telescope né NOT, "dice il professor Johan Fynbo.
"I nostri spettri mostrano che la presenza di carbonio atomico sembra essere un requisito per la polvere che causa la formazione della protuberanza di polvere, "dice Kasper Heintz.
L'urto di polvere è stato precedentemente visto nelle osservazioni di altri quattro lampi di raggi gamma, l'ultimo dei quali è stato rilevato 10 anni fa.
"Ulteriori osservazioni di questo tipo ci permetteranno di trovare più galassie con questa protuberanza di polvere e quindi condurre uno studio più sistematico delle somiglianze e delle differenze nella composizione della polvere nel corso della storia dell'Universo e in galassie con proprietà diverse, " dice il dottor Tayyaba Zafar.
