Il 20 aprile scorso, un Gamma Ray Burst (GRB) ovvero un fenomeno esplosivo caratterizzato da breve ed intensa emissione di radiazione elettromagnetica gamma, è stato rilevato dal satellite della Nasa Neil Gehrels Swift Observatory in orbita terrestre. Le informazioni elaborate dall'osservatorio spaziale sono state immediatamente trasmesse a Terra per consentire ai ricercatori di osservare, anche nella luce visibile, l'eventuale emissione residua dell'evento denominato GRB 210420B.

E' quindi iniziata una vasta caccia alla controparte ottica (afterglow) del lampo gamma proveniente dalla costellazione di Ercole, condotta grazie al Gamma-ray Coordinates Network. Dalla Cina al Vecchio Continente passando da Russia, Ucraina e Kazakistan, finanche dall'Antartide. Proseguendo poi dalle Isole Canarie al Messico, sino agli Stati Uniti. Telescopi di grande diametro sparsi in tutto il mondo hanno tentato l'individuazione dell'elusivo evento per poterlo studiare e caratterizzare.

Anche il team dell'Osservatorio Astronomico di Montarrenti (Siena) composto da Simone Leonini, Massimo Conti, Paolo Rosi e Luz Marina Tinajca Ramirez, ha partecipato alla ricerca. Poco dopo la sua rilevazione, è stato infatti possibile puntare il telescopio RC (D=0.53m; f/8.7) a controllo remoto, gestito dall'Unione Astrofili Senesi (UAS), in direzione della sorgente del lampo gamma, interrompendo le attività programmate e continuando ad osservare l'oggetto sino alle prime luci dell'alba.

I dispositivi elettronici dell'osservatorio sono stati in grado di rilevare l'afterglow (Fig. 1) come una nuova sorgente di magnitudine Rc=19.0 +/-0.13 (calibrata con stelle del catalogo USNO-B1). E' quindi iniziato il follow-up fotometrico attraverso la ripresa di una serie di immagini filtrate che sono state misurate e condivise in tempo reale con il coordinamento mondiale degli osservatori dei GRB tramite le GCN circulars 29851 e 29872.
Durante il corso delle nostre osservazioni, abbiamo registrato un calo di luminosità di ~0.50 mag. Con la collaborazione del Dr. Giacomo Bonnoli del Instituto de Astrofisica de Andalucia (IAA-CSIC), socio UAS e UAI, e di Andrea Lorini (studente della Scuola di Dottorato in Fisica Sperimentale dell'Università degli Studi di Siena) è stato inoltre possibile calcolare il tasso di decadimento del flusso ottico del GRB (Fig. 2) durante il periodo coperto dai nostri dati, pari ad α=0.85+/-0.26. Questo valore è compatibile con le osservazioni, approssimativamente contemporanee, elaborate dall'Astronomical Institute Ondrejov (Prague, Czech Republic - GCN 29866), dal TLS Tautenburg (Tautenburg, Germany - GCN 29863, 29890) e con il tipico andamento medio dell'afterglow (Nousek et al. 2006; Zhang et al. 2006).

L'evento cataclismico osservato è riconducibile ad una esplosione associata alle fasi finali del ciclo vitale di una stella, dalla massa che può essere 30-40 volte quella del Sole, che collassa in un buco nero. Il materiale residuo della stella viene espulso attraverso un getto che viaggia ad una velocità prossima a quella della luce, che può "bucare" la stella e produrre il lampo gamma che possiamo osservare solo se l'emissione avviene in direzione della Terra. Perchè il getto possa emergere, è necessario liberare in pochi secondi una grandissima quantità di energia, più di quella emessa dal Sole nel corso della sua intera esistenza di 10 miliardi di anni. Per questo motivo, i lampi gamma sono considerati per qualche momento le esplosioni più potenti dell'Universo dopo il Big Bang.
Questa catastrofica esplosione li rende potenzialmente pericolosi per la vita, tanto da poter essere ritenuti una delle possibili spiegazioni dell'estinzione di massa avvenuta sulla Terra 450 milioni di anni fa, 200 milioni di anni prima dell'era dei dinosauri. Fortunatamente i lampi gamma sono piuttosto rari e la probabilità che ne accada uno, con getti orientati in una qualsiasi direzione nella nostra galassia è circa di una ogni milione di anni, mentre significativamente più bassa è la probabilità che ne avvenga uno orientato verso la Terra.

Grazie al Gran Telescopio Canarias, uno dei più grandi telescopi ottici al mondo con i suoi oltre 10m di diametro, è stato possibile ottenere uno spettro dell'afterglow. Sono state osservate deboli righe in assorbimento (FeII, MgII e MgI) caratterizzate da uno spostamento comune verso il rosso (redshift) di z=1.400, interpretate come prodotto dell'interazione della radiazione emessa dall'afterglow con il mezzo interstellare nella galassia "ospite" della stella esplosa. Di conseguenza, è stato possibile determinare che la luce di questa immensa deflagrazione cosmica ha viaggiato per circa 9,5 miliardi di anni, alla velocità di 300.000 chilometri al secondo, prima di raggiungere il nostro pianeta. Quando GRB 210420B si è originato, la Terra ed il Sistema Solare ancora non si erano formati e l'Universo aveva poco più del 30% della sua attuale età.

La flebile luce che dopo un incredibile viaggio ha raggiunto gli strumenti dei ricercatori senesi, consentirà alla comunità scientifica internazionale di cogliere una rara opportunità per indagare un Universo ancora adolescente, ricostruendo la storia della sua evoluzione fino ad ere ben più antiche di quanto normalmente sia possibile fare, utilizzando i lampi gamma come vere e proprie macchine del tempo.

Simone Leonini

Fig. 1. Controparte ottica del GRB 210420B ripresa con il telescopio da 0.53m dell'Osservatorio Astronomico di Montarrenti (Siena).

Precedenti Supernove scoperte:

SN2019hbt in UGC08685

SN2019cda in NGC3362

SN2018rz in NGC5618

SN2017fof in UGC10602

SN2017eji in IC1339

SN2016iug in UGC07230

SN2016eob in UGC00005

SNJ02484234+1418454 in UGC02282

SN2015B in NGC4782

SN TCP J02454138-0812301 in NGC1082

Scoperte le Supernovae SN2014ac in NGC5838 e SN2014ah in CGCG68-91

SN2013he in NGC4774

SN2013bj in MGC-01-36-005

SN2012ex in UGC838

SN J02263653+1208555 in NGC927

SN 2011ff in UGC12179

SN2011dn in UGC11501

SN2010lq in ESO 495-016

SN2010ko in NGC1954

SN2010ho in PGC 1361264

SN 2010DY in PGC1174551

SN 2010Z in NGC2797

Osservata rara microlente gravitazionale all'osservatorio astronomico di Montarrenti >>>

Individuazione e Follow-up fotometrico della controparte ottica dei GRB

GRB190627A

GRB130831A

GRB130606A