Spazio

Raggi X dallo Spazio profondo

A 10,7 miliardi di anni luce dalla Via Lattea, qualcosa ha sprigionato un'energia pari a mille volte quella di tutte le stelle della sua galassia messe assieme. Che cosa lo ha prodotto?

Un eccezionale lampo di raggi X, lo stesso tipo di radiazione utilizzato nelle radiografie, è stato catturato da un team di scienziati grazie al telescopio spaziale Chandra, che effettua misure a queste lunghezze d'onda.

Il lampo è stato rilevato all'interno di un'immagine chiamata CDF-S (Chandra Deep Field – South, ovvero “campo profondo di Chandra – Sud”), che è stata ottenuta con un tempo di esposizione lunghissimo: ben 44 giorni. Per questo, si tratta della fotografia dei raggi X più lontani e quindi più “antichi” mai osservati. Già questa immagine in sé è da record: basti pensare che nella porzione di cielo che ritrae (ampia circa come il disco della Luna piena) sono stati scovati più di 5.000 buchi neri.

Cataclismico. Ma la vera sorpresa è stata il super lampo di raggi gamma, proveniente da una lontanissima regione dell’universo, a 10,7 miliardi di anni luce da noi. In poche decine di minuti è diventato migliaia di volte più luminoso, per poi scomparire nelle ore successive.

«Potremmo aver osservato un nuovo tipo di evento cataclismico finora sconosciuto», spiega Andrea Comastri, direttore dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Bologna, parte del team di scienziati che lavora con Chandra. I dati relativi all'evento sono unici nel loro genere e quindi gli astronomi non sanno quale sia l'effettiva causa del lampo X. «È come se fossimo davanti a un puzzle di cui non abbiamo tutti i pezzi», sottolinea Franz Bauer della Pontificia Università Cattolica del Cile a Santiago del Cile, che ha guidato lo studio di questo strano fenomeno.

Arma finale. Cercando però di far quadrare ciò che è stato visto dal telescopio con ciò che già sappiamo dell'universo, le spiegazioni possibili sono una più catastrofica dell'altra. La prima è il collasso di una stella molto massiccia arrivata alla fine della propria vita; l'energia che si sprigiona, in questi casi, è terrificante. Non solo perché molto elevata, ma anche perché la maggior parte viene incanalata in due direzioni precise: dai due poli della stella partono infatti lampi di raggi gamma (in inglese Gamma Ray Burst, GRB) che spazzano via tutto ciò che trovano sul loro cammino.

Per la loro potenza possono ricordare l'arma finale dell'Impero di Star Wars, il raggio laser della Morte Nera. In questo caso però non si tratta né della luce visibile dei laser, né di raggi X, ma di raggi gamma, un tipo di radiazione elettromagnetica che trasporta ancora più energia. Se il GRB non punta direttamente verso la Terra, o se esaurisce molta della sua potenza prima di raggiungerci, potremmo vederne solo l'ombra: appunto, un lampo di raggi X.

Buco nero intermedio. Un'altra spiegazione coinvolge un gigante oscuro: un buco nero molto massiccio. È possibile che una nana bianca, ovvero una stella delle dimensioni di un pianeta ma molto più densa, abbia emesso quell'energia mentre veniva fatta a pezzi proprio da un buco nero con una massa compresa tra 1.000 e 10.000 volte quella del Sole. «Un tipo di oggetto che non abbiamo ancora osservato. Che potrebbe esistere ma di cui non ci sono ancora evidenze osservative forti», precisa Roberto Gilli dell'osservatorio astronomico di Bologna, anche lui coinvolto nello studio sul questa nuova categoria di lampi X. I buchi neri che derivano dal collasso di una stella hanno infatti masse molto inferiori, mentre quelli al centro delle galassie sono di gran lunga più massicci.

In attesa di Athena. In ogni caso, nessuna delle possibili spiegazioni va del tutto d'accordo con ciò che ha visto Chandra. Come possiamo, allora, gettare luce su questo mistero a raggi X? «Indipendentemente da quella che può essere la sua origine, la comprensione del fenomeno richiederà ulteriori sviluppi sia osservativi sia teorici», aggiunge Comastri. Se l'ipotesi del buco nero fosse corretta, potremmo sperare di “sentire” qualcosa grazie ai rilevatori di onde gravitazionali, che entrano in funzione proprio quando oggetti molto massicci ruotano vorticosamente l'uno intorno all'altro. Qualche speranza viene anche dalle mappature a raggi X del cielo che sono state effettuate in passato: con un po' di fortuna potremmo aver già registrato un fenomeno simile senza averlo notato. Ma ciò che gli astronomi aspettano con più impazienza è Athena: un telescopio spaziale per raggi X dell'ESA (l'Agenzia Spaziale Europea) che sarà centinaia di volte più sensibile di Chandra. Il suo lancio è previsto per il 2028: nel frattempo, teniamo gli occhi (e i telescopi X) al cielo.

5 aprile 2017 Davide Lizzani
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