Rilevata, per la prima volta, la polarizzazione delle onde radio in un Gamma Ray Burst

Astronomi ed astrofisici stanno cercando di capire l'origine di queste potentissime emissioni radio

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segnali radio polarizzati nei gamma ray burst

La fortuna e le attrezzature scientifiche all’avanguardia hanno permesso agli scienziati di osservare un’emissione di Gamma Ray Burst con un radiotelescopio e di rilevarne per la prima volta la polarizzazione delle onde radio, un fatto che potrà avvicinarci alla comprensione di ciò che causa le esplosioni più potenti dell’universo .

I Gamma Ray Bursts (GRB) sono le esplosioni di più potenti dell’universo, emissione di  potenti getti che percorrono lo spazio ad una velocità oltre il 99,9% della .

Studiare la luce proveniente dai Gamma Ray Burst mentre la rileviamo è la nostra migliore speranza di capire come questi potenti getti si formano, ma gli scienziati devono essere veloci per mettere in posizione i loro telescopi e ottenere i dati migliori. Il rilevamento di onde radio polarizzate da una emissione di GRB può offrirci nuovi indizi per capire quale sia l’orgine di questi potentissimi scoppi di energia. Oggi è possibile rilevare nuove informazioni grazie ad una nuova generazione di avanzati.

La luce di questo particolare evento, noto come GRB 190114C, avvenuto circa 4,5 miliardi di anni fa, ha raggiunto il Neil Gehrels Swift Observatory della NASA il 14 gennaio 2019.

L’immediato avviso degli strumenti ha permesso al team di ricerca di dirigere il telescopio Atacama Large Millimeter / Sub-millimeter Array (ALMA) in Cile per osservare lo scoppio appena due ore dopo che Swift l’aveva scoperto. Altre Due ore dopo il team è stato in grado di osservare il GRB dal telescopio VLA (Karl Very Large Array) di Karl G. Jansky quando è diventato visibile nel New Mexico, negli Stati Uniti.

La combinazione delle misurazioni di questi osservatori ha permesso al team di ricerca di determinare la struttura dei campi magnetici all’interno del getto stesso, struttura che influisce sul modo in cui i segnali radio all’interno del getto sono polarizzati. Le teorie prevedono diverse disposizioni dei campi magnetici all’interno del getto, a seconda dell’origine dei campi, quindi catturare i dati radio ha permesso ai ricercatori di testare queste teorie con osservazioni dai telescopi per la prima volta.

Il gruppo di ricerca, costituito di scienziati dell’Università di Bath, della Northwestern University, dell’Open University of Israel, dell’Università di Harvard, la California State University di Sacramento, del Max Planck Institute di Garching e il Liverpool John Moores University hanno scoperto che solo lo 0,8% del getto di luce era polarizzato, il che significa che il campo magnetico del getto è risultato ordinato solo su zone relativamente piccole, ciascuna inferiore a circa l’1% del diametro del getto. Patch più grandi avrebbero prodotto una luce più polarizzata.

Queste misurazioni suggeriscono che nei getti GRB, i campi magnetici possono giocare un ruolo strutturale meno significativo di quanto si pensasse in precedenza.

Questo ci aiuta a restringere le possibili spiegazioni su quali siano le cause e le potenze di queste straordinarie esplosioni. Lo studio è pubblicato su Astrophysical Journal Letters.

Il primo autore, il dott. Tanmoy Laskar, del gruppo di Astrofisica dell’università di Bath, ha dichiarato: “Vogliamo capire perché alcune stelle producono questi getti straordinari quando muoiono e il meccanismo con cui questi getti sono alimentati, i flussi più veloci noti nell’universo, muovendosi a velocità prossime a quelle della luce e splendendo con l’incredibile luminosità di oltre un miliardo di soli combinati.

È stato un caso fortuito che l’obiettivo fosse ben piazzato in cielo per le osservazioni sia con ALMA in Cile che con il VLA nel New Mexico.Tutte le strutture hanno risposto rapidamente. A quel punto abbiamo trascorso due mesi in un meticoloso processo di analisi per assicurarci che le misurazioni effettuate fossero genuine e prive di effetti strumentali: tutto è andato a buon fine, ed è stato emozionante”.

La dottoressa Kate Alexander, che guidava le osservazioni VLA, ha dichiarato: “I dati a frequenza più bassa del VLA hanno contribuito a confermare che stavamo vedendo la luce dal jet stesso, piuttosto che dall’interazione del jet con il suo ambiente.”

Il dott. Laskar ha aggiunto: “Questa misura apre una nuova finestra sulla scienza dei GRB e, in generale, sugli studi dei getti energetici. Vorremmo capire se il basso livello di polarizzazione misurato in questo evento è caratteristico di tutti i GRB e, in tal caso, che cosa potrebbe dirci delle strutture magnetiche nei getti GRB e del ruolo dei campi magnetici nei getti energetici in tutto l’universo“.

La professoressa Carole Mundell, responsabile di Astrofisica presso l’Università di Bath, ha aggiunto: “La grande sensibilità di ALMA e la rapida risposta dei telescopi ci hanno permesso, per la prima volta, di misurare in con precisione il grado di polarizzazione delle microonde di un GRB afterglow solo due ore dopo l’individuazione  dell’esplosione e sondare i campi magnetici che, si pensa, guidino questi potenti, ultraveloci getti di energia“.

Il team di ricerca prevede di cercare altri GRB per continuare a svelare i misteri delle più grandi esplosioni nell’universo.

Lo studio “Rilevazione ALMA di uno shock inverso linearmente polarizzato in GRB 190114C” è pubblicato su Astrophysical Journal Letters, DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ab2247.

Fonte: Phys.org