le stelle che esplodono indice dei pericoli dal cielo indice dei pericoli dal cielo

Gamma-Ray Burst

I GRB sono dei lampi di raggi γDizionario distribuiti isotropicamente sulla sfera celeste, che appaiono improvvisamente con una frequenza media di 1 al giorno. Sono la conseguenza di eventi esplosivi molto più potenti delle supernovaeDizionario, infatti sono chiamati anche "ipernovaeDizionario". Per spiegare come si originano sono stati proposti vari modelli; il più accreditato è quello denominato "palla di fuoco", secondo il quale in una prima fase si ha un'implosione della stella che si trasforma in un buco neroDizionario; poi parte della materia viene espulsa formando la palla di fuoco, accompagnata da getti di plasma. L'energia prodotta viene trasformata, in questa materia in espansione, in fotoni ad altissima frequenza, neutriniDizionario ed energia cinetica e viene emessa come raggi γDizionario, formando così il GRB.

Un lampo gamma ripreso dall'HST Fig. 1: Animazione di un lampo gamma costruita con le immagini prese dal Telescopio Spaziale HubbleDizionario.
(Credit:Courtesy ESA)

In base alla loro origine i GRB vengono suddivisi in due gruppi:

  • quelli che si formano in seguito alla fusione di due oggetti compatti, stelle di neutroniDizionario o buchi neriDizionario, che generalmente producono un burst di breve durata;
  • quelli prodotti dal collasso di una stella di massa superiore a 30 volte quella solareDizionario, con il nucleo che ruota rapidamente; generalmente sono più lunghi (anche qualche decina di secondi).
Potrebbero essere pericolosi per la Terra i GRB che esplodono a meno di 6500 anni luceDizionario da noi, distanza entro la quale si stima appaiono con una frequenza di 1 ogni 7x108 anni. Infatti emettendo i GRB un flusso di fotoni pari a L~5x1050 erg/sec, nella banda 0.3-2 MeV (X e γ) in due fasci di radiazioneDizionario, collimati lungo l'asse di rotazione della stella originaria, occorre che la Terra si trovi vicino alla direttrice dei fasci, evento molto raro. Se ciò accadesse, l’atmosfera terrestre assorbirebbe gran parte della radiazione, ma verrebbe notevolmente alterata: l'interazione dei fotoni γDizionario con la troposferaDizionario porterebbe alla dissociazione dell'azoto molecolare (N2), con conseguente formazione di ossidi d'azoto e drastica riduzione dell'ozono, provocando alterazioni del DNA delle specie viventi ed eventuale estinzione delle medesime.
Una recente teoria (Dar, Laor & Shaviv - Physical Review Letters, 80, 5813, 1998; Melott et al. - Int. J. Astrobiology 3, 55, 2004) ipotizza che un GRB originatosi entro 6000 anni luceDizionario da noi sia il responsabile dell'estinzione avvenuta sul nostro pianeta nell'Odoviciano-Siluriano (443.7x106 anni fa), durante il quale la rapida distruzione dello strato di ozono e l'uccisione del plancton, hanno portato all'estinzione del 60-70% delle specie viventi, tra cui i trilobiti. L'ipotesi è stata avanzata in quanto gli studi geologici hanno evidenziato che in quel periodo sono presenti due eventi successivi, una estinzione rapida ed un periodo glaciale di lunga durata.

Fossile di un trilobita Fig. 2: Foto di un fossile di trilobita del periodo Siluriano.
(Credit:Courtesy Wikipedia)

Nella costellazione del Sagittario la stella WR 104, distante 8000 anni luceDizionario, a causa della sua enorme massa è destinata ad esplodere e potrebbe diventare un GRB pericoloso per noi in futuro, in quanto le misurazioni ottiche effettuate da Terra mostrano che il suo asse di rotazione è puntato verso la Terra. Si tratta di un sistema binarioDizionario in cui le due stelle ruotano vorticosamente l'una attorno all'altra generando una nube a spirale estesa 20 volte il nostro Sistema Solare, grazie ai venti stellari prodotti dalle due stelle.

Il sistema binario WR 104 Fig. 3: Immagine presa dal telescopio Keck del sistema binarioDizionario WR 104, che potrebbe diventare un GRB in futuro, e della nube a spirale che i loro venti stellari generano.
(Credit:Courtesy NASA)