I lampi gamma (Gamma Ray Bursts)

I Gamma Ray Bursts (GRB) anche detti lampi gamma sono brevi ma intensi lampi di radiazione gamma, la forma di energia elettromagnetica più energetica conosciuta, che provengono da regioni lontane dell'universo. Un esplosione di raggi gamma può liberare in pochi secondi una quantità di energia paragonabile a quella emessa dal Sole in tutta la sua esistenza. Un tipico GRB può durare da pochi millisecondi a diversi minuti, classificandosi in breve e lungo termine. Sono eventi cosmici di origine extragalattica e sono osservati in varie direzioni nello spazio, il che indica una distribuzione isotropa, ovvero senza un punto di origine specifico.

La loro provenienza da regioni lontane dell'universo è stata confermata dal fatto che non si concentrano nella regione del disco galattico. Quindi, non hanno origine nella nostra galassia, la Via Lattea, ma fortunatamente da altre regioni lontane dell'universo visibile. Un eventuale lampo gamma situato nelle vicinanze della Terra potrebbe scatenare conseguenze devastanti, tra cui la potenziale minaccia di innescare un'estinzione di massa su scala globale.

I telescopi spaziali sono fenomeni molto frequenti, si rivela un evento GRB almeno una volta al giorno. Sono miliardi di volte più luminosi del Sole e, insieme ai quasar, sono considerati le sorgenti di energia più energetiche dell'universo conosciuto. Possono raggiungere livelli di energia estremamente elevati, fino a 10⁴⁸ Joule. Essendo eventi quotidiani, i GRB sono catalogati con la data del giorno di osservazione, seguita eventualmente da una lettera nel caso in cui si rilevino più lampi gamma in una sola giornata.

L'origine e la formazione dei GRB

La teoria più accettata attualmente suggerisce che i GRB siano associati a processi estremamente energetici che avvengono nei nuclei delle galassie, spesso in presenza di buchi neri supermassicci. Quando una massa cade nel buco nero viene liberata una quantità enorme di energia, tra cui anche lampi di fotoni ad alta energia. Altri possibili scenari includono la coalescenza di oggetti compatti come le stelle di neutroni o l'interazione tra una stella di neutroni e un buco nero. I lampi più lunghi sono generalmente associati alla morte di stelle massicce e alla formazione di buchi neri, mentre quelli più brevi sono attribuiti alla fusione di stelle di neutroni.

Dove hanno origine?

I GRB sono rilevati tramite telescopi spaziali dotati di rilevatori di raggi gamma. Tuttavia, la bassa risoluzione angolare rende difficile determinare la posizione esatta della loro sorgente. Spesso le brevi emissioni di raggi gamma sono seguite da prolungate emissioni a frequenze più basse (es. raggi X) che possono durare diverse ore. Questo permette di localizzare meglio il punto di origine dei Gamma Ray Bursts. Spesso sono eventi situati in galassie molto lontane e in regioni remote del cosmo.

La scoperta dei Gamma Ray Bursts (GRB) risale al 1967, quando furono rilevati per la prima volta dai satelliti della serie "Vela", inizialmente progettati per monitorare test nucleari. Tuttavia, una pietra miliare nella comprensione dei GRB fu raggiunta nel 1997 con il telescopio BeppoSAX, che per la prima volta catturò il bagliore residuo (afterglow) di questi eventi in diverse bande dello spettro elettromagnetico, fornendo così un'importante chiave di lettura per ulteriori indagini astronomiche.

I lampi gamma sono classificati in base alla loro durata in lampi gamma brevi (2 secondi) e lampi gamma lunghi (più di due secondi). I lampi gamma più lunghi si verificano quando il nucleo di una stella massiccia collassa in un buco nero. La materia vicina forma un disco di accrescimento intorno al buco nero, generando getti relativistici di materia che si propagano a velocità relativistiche irradiandosi come raggi gamma.

Di recente è stata introdotta anche una classificazione in base alla natura dell'evento cosmico.

• Lampi gamma di tipo I
  I lampi gamma di tipo I sono prodotti in sistemi binari, come due stelle di neutroni o una stella di neutroni e un buco nero.
• Lampi gamma di tipo II
  I lampi gamma di tipo II sono associati alla morte di stelle massicce.

I GRB sono di grande interesse per gli astronomi, poiché offrono una finestra su fenomeni estremi che non possono essere osservati direttamente sulla Terra. Rappresentano un'importante area di studio nell'astrofisica moderna. La loro osservazione fornisce dati cruciali sulle proprietà delle stelle massicce, sul processo di formazione dei buchi neri, e sulla struttura e evoluzione dell'universo. Inoltre, la loro immensa luminosità li rende strumenti utili per studiare l'universo primordiale e la formazione delle prime galassie.