I lampi gamma sono causati da enormi supernove: la dimostrazione matematica

23 Settembre 2021 18

Un gruppo di scienziati ha trovato un modello matematico in grado di spiegare le origini dei cosiddetti lampi gamma, gli eventi più luminosi e carichi di energia che è possibile osservare nell'universo (per capirci raggiungono intensità di un miliardo di miliardi di volte superiore a quella del nostro Sole): in sostanza potremmo star osservando esplosioni di stelle di proporzioni inaudite. Era una delle ipotesi più accreditate dagli astronomi già da tempo, ma i nuovi calcoli sembrano confermarlo in via definitiva.

Per oltre 60 anni si è faticato a determinare con precisione l'origine dei lampi gamma per via della loro estrema distanza da noi e della loro natura casuale. I lampi gamma avvengono generalmente a distanza di miliardi di anni luce da noi e compaiono in parti di cielo altrimenti completamente vuoto. A volte durano appena qualche istante, spesso qualche secondo, in casi estremamente rari addirittura dei minuti o delle ore.

La mappa dei raggi gamma dell'Universo. I puntini rossi distanti dalla linea centrale sono i lampi gamma

Quando una stella finisce il carburante per continuare a brillare ed esplode (il fenomeno è chiamato supernova), rilascia un enorme quantitativo di particelle che hanno moltissima energia e viaggiano quasi alla velocità della luce. Questi raggi cosmici nel loro tragitto incontrano giganti nuvole gassose che sono ragionevolmente frequenti negli enormi spazi tra una stella e l'altra, e interagendo con i gas generano i raggi gamma. Gli scienziati sono riusciti a modellare proprio le interazioni tra raggi cosmici e gas interstellari in varie tipologie di formazioni stellari, e hanno osservato che il tasso di emissione di raggi gamma varia molto in base a parametri come:

  • dimensioni delle galassie
  • tasso di frequenza di formazione di nuove stelle, che a sua volta determina il tasso di frequenza delle supernove)
  • energia iniziale dei raggi cosmici creati da ogni supernova

A un certo punto il modello era in grado di prevedere la frequenza e l'intensità di lampi gamma per galassie di ogni dimensione, ed è emerso un riscontro pressoché perfetto con tutta la cronologia di lampi gamma avvistati finora. Non è detto che tutti i lampi gamma provengano da enormi supernove; alcuni potrebbero avere un'altra origine. Ma soprattutto per quelli che provengono da porzioni di cielo altrimenti vuoto è una spiegazione, dicevamo, molto credibile.

FENOMENO DA ESTINZIONE DI MASSA

I lampi gamma sono tanto intensi quanto frequenti. Le stime sono che ne avvenga uno al giorno. Come dicevamo, si osservano generalmente a distanze estreme - il più lontano mai registrato era addirittura a 13 miliardi di anni luce. Ciò significa che assistiamo alla morte di stelle estremamente massicce avvenute miliardi di anni fa.

Se un evento del genere accadesse nella nostra galassia, la Via Lattea, e se uno dei due fasci di raggi energia puntasse sulla Terra, arriverebbe con un'intensità tale che potrebbe causare l'estinzione di massa di tutta la vita animale e vegetale - anche se fosse a migliaia di anni luce di distanza. In effetti è una delle teorie con cui viene spiegata l'estinzione di massa verificatasi tra il periodo geologico Ordoviciano e quello Siluriano. È la prima in ordine cronologico e la seconda per intensità.


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Commenti

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Francesco Renato

Se rifletti un attimo capisci che se la velocità della luce è costante nel sistema di riferimento in cui si muove, risulterà costante per qualsiasi osservatore ovunque si trovi, peraltro anche tu hai la stessa velocità di corsa a prescindere dalla circostanza che la nave o il treno, dentro cui corri, sia fermo o in movimento.

Funz

Non credo di aver capito. La velocità della luce è costante indipendentemente dal sistema di riferimento. Per gli altri corpi non vale...

Francesco Renato

La teoria alternativa è molto semplice, banale, la velocità della luce è costante rispetto al sistema di riferimento inerziale in cui si muove, esattamente come tutti gli altri corpi in movimento.

Funz

Ci sono un'infinità di prove indipendenti e misurazioni di effetti relativistici. Se vuoi falsificare la relatività devi come minimo proporre una teoria alternativa che funzioni. Ci stanno provando da un secolo ormai.

Francesco Renato

Sono i calcoli di tempo e spazio i punti deboli, essi si basano attualmente su due teorie, espansione dell'universo e relatività speciale, che se fossero false falserebbero tutti i calcoli di tempo e di spazio.

Funz

in che altro modo tu spiegheresti le osservazioni dei GRB (e di un sacco di altre cose)?
Sentiamo...

costruite ad ok

Orrore!

Francesco Renato

Gli astrofisici di oggi mi sembrano i degni eredi degli antichi indovini greci e romani che pretendevano di prevedere il futuro osservando i visceri degli animali, l'unica differenza è che gli astrofisici per convincere usano formule matematica costruite ad ok, a posteriori, per far coincidere le osservazioni con le loro fantasiose teorie.

xAlien95

Buon per me allora. Ho ancora accesso alla licenza accademica MATLAB.

Frankbel

Era una duplice battuta. Primo non c'è dimostrazione all'interno dell'articolo, come il titolo sembra presagire. Inoltre, non parlerei di dimostrazione matematica per un articolo di fisica teorica, per quanto sia raffinata la tecnica matematica. Ma è solo una battuta, l'articolo già che sia su Nature indica che sia una ricerca di altissima qualità.

Frankbel

Di solito vengono disattivate, quelle studenti prima di subito.

Blue, trainer

https://media2.giphy.com/me...

xAlien95

Chiunque con un indirizzo di posta elettronico accademico può scaricarla gratuitamente :)
Suppongo funzioni anche per gli ex-studenti, dubito facciano una revoca degli account istituzionali una volta conseguita la laurea.

xAlien95

La trovi in basso, alla fine di ogni articolo.

nutci2nd

Si ma la fonte?

Andrej Peribar

La fonte dell'articolo la mette a pagamento.

Frankbel

non trovo la dimostrazione matematica

piero

gli strobo dello spazio unz unz!

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