Immagine TESS a pieno formato nella cadenza appena prima del trigger BAT (a sinistra) e al flusso di picco del burst (al centro). L'emergere dell'afterglow è evidente al centro dell'immagine, indicato dalla freccia bianca. Il pannello di destra mostra la stessa regione del cielo, con un orientamento leggermente diverso, nel Digital Sky Survey (DSS); un piccolo riquadro dell'immagine TESS è fornito nell'angolo in basso a sinistra per dimostrare il cambiamento di orientamento. Credito:The Giornale Astrofisico
La NASA ha una lunga tradizione di scoperte inaspettate, e la missione TESS del programma spaziale non è diversa. L'astrofisico della SMU e il suo team hanno scoperto un lampo di raggi gamma particolarmente brillante utilizzando un telescopio della NASA progettato per trovare esopianeti, quelli che si verificano al di fuori del nostro sistema solare, in particolare quelli che potrebbero essere in grado di supportare la vita.
È la prima volta che un lampo di raggi gamma viene trovato in questo modo.
I lampi di raggi gamma sono le esplosioni più luminose dell'universo, tipicamente associato al collasso di una stella massiccia e alla nascita di un buco nero. Possono produrre tanta energia radioattiva quanta ne rilascerà il sole durante la sua intera esistenza di 10 miliardi di anni.
Krista Lynne Smith, un assistente professore di fisica presso la Southern Methodist University, e il suo team ha confermato che l'esplosione, chiamata GRB 191016A, è avvenuta il 16 ottobre e ne ha anche determinato la posizione e la durata. Uno studio sulla scoperta è stato pubblicato in Il Giornale Astrofisico .
"Le nostre scoperte dimostrano che questo telescopio TESS è utile non solo per trovare nuovi pianeti, ma anche per l'astrofisica delle alte energie, " ha detto Smith, specializzato nell'uso di satelliti come TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) per studiare i buchi neri supermassicci e il gas che li circonda. Tali studi fanno luce sul comportamento della materia nello spaziotempo profondamente deformato attorno ai buchi neri e sui processi mediante i quali i buchi neri emettono potenti getti nelle galassie che li ospitano.
Smith calcolò che GRB 191016A aveva una magnitudo di picco di 15,1, il che significa che erano 10, 000 volte più deboli delle stelle più deboli che possiamo vedere ad occhio nudo.
Può sembrare piuttosto debole, ma lo svenimento ha a che fare con quanto lontano è avvenuto lo scoppio. Si stima che la luce della galassia di GRB 191016A abbia viaggiato per 11,7 miliardi di anni prima di diventare visibile nel telescopio TESS.
La maggior parte dei lampi di raggi gamma sono più deboli, più vicini a 160, 000 volte più deboli delle stelle più deboli.
L'esplosione ha raggiunto il suo picco di luminosità tra 1, 000 e 2, 600 secondi, poi è svanito gradualmente fino a quando non è sceso al di sotto della capacità di TESS di rilevarlo circa 7000 secondi dopo che si è spento per la prima volta.
Come SMU e un team di specialisti di esopianeti hanno confermato l'esplosione
Questo lampo di raggi gamma è stato rilevato per la prima volta da un satellite della NASA chiamato Swift-BAT, che è stato costruito per trovare queste esplosioni. Ma poiché GRB 191016A si è verificato troppo vicino alla luna, lo Swift-BAT non è stato in grado di eseguire il follow-up necessario, normalmente dovrebbe saperne di più fino a poche ore dopo.
Il TESS della NASA stava guardando quella stessa parte del cielo. è stata pura fortuna, poiché TESS rivolge la sua attenzione a una nuova striscia di cielo ogni mese.
Mentre i ricercatori di esopianeti presso una base terrestre per TESS potevano dire subito che era avvenuto un lampo di raggi gamma, sarebbero passati mesi prima che ricevessero dati dal satellite TESS su di esso. Ma poiché la loro attenzione era su nuovi pianeti, questi ricercatori hanno chiesto se altri scienziati a una conferenza TESS a Sydney, L'Australia era interessata a scavare di più sull'esplosione.
Smith era uno dei pochi specialisti di astrofisica delle alte energie presenti in quel momento e si offrì rapidamente come volontario.
"Il satellite TESS ha un grande potenziale per applicazioni ad alta energia, e questo era un esempio troppo bello per lasciarsela sfuggire, " ha detto. L'astrofisica delle alte energie studia il comportamento della materia e dell'energia in ambienti estremi, comprese le regioni intorno ai buchi neri, potenti getti relativistici, ed esplosioni come lampi di raggi gamma.
TESS è un telescopio ottico che raccoglie curve di luce su tutto ciò che si trova nel suo campo visivo, ogni mezz'ora. Le curve di luce sono un grafico dell'intensità della luce di un oggetto o di una regione celeste in funzione del tempo. Smith ha analizzato tre di queste curve di luce per essere in grado di determinare la luminosità dell'esplosione.
Ha anche usato i dati degli osservatori terrestri e del satellite a raggi gamma Swift per determinare la distanza del burst e altre qualità al riguardo.
"Poiché la raffica ha raggiunto il suo picco di luminosità più tardi e ha avuto una luminosità di picco superiore alla maggior parte delle raffiche, ha permesso al telescopio TESS di effettuare osservazioni multiple prima che il burst svanisse al di sotto del limite di rilevamento del telescopio, "Smith ha detto. "Abbiamo fornito l'unico monitoraggio ottico spaziale su questa eccezionale esplosione".
