Concezione artistica di un lampo di raggi gamma. Il getto di materiale in rapido movimento viene spinto verso l'esterno attraverso un guscio sferico di materiale espulso dall'esplosione iniziale di una stella massiccia e dal suo collasso in un buco nero. Credito:Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Gli astronomi che confrontano i dati di un'importante indagine del cielo in corso utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation con i dati di indagini precedenti probabilmente hanno fatto la prima scoperta del bagliore residuo di un potente lampo di raggi gamma che non ha prodotto gamma raggi rilevabili sulla Terra. La scoperta senza precedenti di questo lampo di raggi gamma "orfano" (GRB) offre indizi chiave per comprendere le conseguenze di questi eventi altamente energetici.
"I GRB emettono i loro raggi gamma in fasci strettamente focalizzati. In questo caso, crediamo che i raggi fossero puntati lontano dalla Terra, quindi i telescopi a raggi gamma non hanno visto questo evento. Quello che abbiamo trovato è l'emissione radio delle conseguenze dell'esplosione, agendo nel tempo proprio come ci aspettiamo per un GRB, " ha detto Casey Law, dell'Università della California, Berkeley.
Durante la ricerca tra i dati della prima epoca di osservazione per il VLA Sky Survey (VLASS) alla fine del 2017, gli astronomi hanno notato che un oggetto che è apparso nelle immagini di una precedente indagine VLA nel 1994 non è apparso nelle immagini VLASS. Hanno quindi cercato ulteriori dati dal VLA e da altri radiotelescopi. Hanno scoperto che le osservazioni della posizione dell'oggetto nel cielo risalenti al 1975 non lo avevano rilevato fino a quando non era apparso per la prima volta in un'immagine VLA del 1993.
L'oggetto è poi apparso in diverse immagini realizzate con il VLA e il telescopio Westerbork nei Paesi Bassi dal 1993 al 2015. L'oggetto, soprannominato PRIMO J1419+3940, si trova alla periferia di una galassia a più di 280 milioni di anni luce dalla Terra.
"Questa è una piccola galassia con una formazione stellare attiva, simile ad altri in cui abbiamo visto il tipo di GRB che si verificano quando esplode una stella molto massiccia, "Legge ha detto.
Le serie di immagini radiofoniche di FIRST J1419+3940 dal 1993 al 2017 ne mostrano la lenta dissolvenza. Credito:Law et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
La forza dell'emissione radio da J1419+3940 e il fatto che si sia evoluta lentamente nel tempo supportano l'idea che sia il bagliore residuo di un tale GRB, hanno detto gli scienziati. Hanno suggerito che l'esplosione e lo scoppio dei raggi gamma avrebbero dovuto essere visti nel 1992 o nel 1993.
Però, dopo aver cercato nei database degli osservatori di raggi gamma, "Non siamo riusciti a trovare alcun candidato convincente per un GRB rilevato da questa galassia, "Legge ha detto.
Mentre ci sono altre possibili spiegazioni per il comportamento dell'oggetto, gli scienziati hanno detto che un GRB è il più probabile.
"Questo è eccitante, e non solo perché probabilmente è il primo GRB "orfano" ad essere scoperto. È anche il GRB ben localizzato più antico, e il lungo periodo di tempo durante il quale è stato osservato significa che può darci nuove preziose informazioni sui bagliori di GRB, "Legge ha detto.
"Fino ad ora, non abbiamo mai visto come si comportano gli ultimi bagliori dei GRB in tempi così tardi, " ha osservato Brian Metzger della Columbia University, coautore dello studio. "Se una stella di neutroni è responsabile dell'alimentazione del GRB ed è ancora attiva, questo potrebbe darci un'opportunità senza precedenti di vedere questa attività mentre l'ejecta in espansione dall'esplosione della supernova diventa finalmente trasparente".
L'animazione delle immagini dal 1993 al 2017 mostra l'emissione radio da sospetti lampi di raggi gamma "orfani" che svaniscono nel tempo. Credito:Law et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
"Sono felice di vedere questa scoperta, che mi aspetto sarà il primo di molti a venire dall'investimento unico che il National Radio Astronomy Observatory (NRAO) e la National Science Foundation stanno facendo in VLASS, ", ha affermato il direttore della NRAO Tony Beasley.
VLASS è il più grande progetto di osservazione nella storia del VLA. Iniziato nel 2017, il sondaggio utilizzerà 5, 500 ore di osservazione in sette anni. Il rilievo effettuerà tre scansioni complete del cielo visibili dal VLA, circa l'80 per cento del cielo. Le immagini iniziali del primo ciclo di osservazioni sono ora disponibili per gli astronomi.
VLASS segue due precedenti rilievi del cielo effettuati con il VLA. La NRAO VLA Sky Survey (NVSS), come VLASS, era un'indagine all-sky fatta dal 1993 al 1996, e il sondaggio FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimetri) ha studiato una porzione più piccola del cielo in modo più dettagliato dal 1993 al 2002. Gli astronomi hanno scoperto FIRST J1419+3940 confrontando un'immagine del 1994 del sondaggio FIRST con il VLASS 2017 dati.
Dal 2001 al 2012, il VLA ha subito un importante aggiornamento, aumentando notevolmente la sua sensibilità, o capacità di visualizzare oggetti deboli. L'aggiornamento ha reso possibile un nuovo, sondaggio migliorato che offre un ricco payoff scientifico. I sondaggi precedenti sono stati citati più di 4, 500 volte in articoli scientifici, e gli scienziati si aspettano che VLASS sarà una risorsa preziosa per la ricerca nei prossimi anni.
Law e i suoi colleghi stanno pubblicando le loro scoperte nel Lettere per riviste astrofisiche .
