400 quadrilioni di volte più luminosi del Sole: gli scienziati hanno scoperto i bagliori di luce e ultravioletti più vibranti mai visti

Gli scienziati dell’Osservatorio Purple Mountain (PMO) dell’Accademia Cinese delle Scienze e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica italiano hanno presentato un nuovo metodo per misurare sorgenti moderatamente sature al telescopio ottico ultravioletto a bordo del satellite Swift (Swift/UVOT). Inoltre, hanno identificato GRB 220101A come i brillamenti ottici e ultravioletti più attivi mai scoperti.

I risultati sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Astronomia della natura.

I lampi di raggi gamma (GRB) sono le esplosioni più violente dell’universo. La sua radiazione istantanea rientra principalmente nella gamma dei raggi gamma molli e dura brevemente (da millisecondi a ore al massimo). All’emissione immediata segue l’emissione di raggi X, ottica e radio, che dura settimane o addirittura anni.

La rapida emissione ottica di GRB 080319B stabilisce un record di luminosità a livello cosmico per l’emissione ultravioletta/ottica nel 2008. Era così brillante che un osservatore in un luogo buio poteva vederlo ad occhio nudo. La radiazione ottica del chiarore GRB 080319B segue la curva della luce dei raggi gamma e quindi dell’attività motoria centrale. Ma ora GRB 220101A ha battuto il record precedente.

Il giorno di Capodanno 2022, il satellite SWIFT ha rilevato una nuova esplosione, GRB 220101A. Il redshift di GRB 220101A è stato misurato a 4.618. Con uno spostamento verso il rosso così elevato, i fotoni ottici osservati si trovavano nella gamma degli ultravioletti e subivano un assorbimento molto grave. Di conseguenza, il flusso di radiazione interno era circa 100 volte superiore al valore osservato. Appena 79 secondi dopo l’esplosione, Swift/UVOT ha condotto una rapida osservazione di 150 secondi in modalità evento in banda bianca.

I ricercatori hanno poi eseguito un’analisi ottica ad alta risoluzione che ha rivelato una rapida evoluzione del flusso. In particolare, nelle ore di punta, il telescopio UVOT era già moderatamente saturo.

“Abbiamo proposto un metodo di elaborazione per i dati UV, basato sulla funzione di diffusione del punto del telescopio, e abbiamo confermato che fornisce effettivamente misurazioni di flusso affidabili”, ha affermato il professor Fan Yizhong del PMO, autore corrispondente dello studio. Dopo opportune correzioni di distanza e assorbimento, la magnitudine assoluta dell’emissione ultravioletta/ottica di GRB 220101A raggiunge -39,4, rendendola finora l’unica sorgente con una magnitudine assoluta più luminosa di -39.

“È anche la prima volta che rileviamo un bagliore ottico/ultravioletto molto attivo utilizzando un telescopio spaziale”, ha aggiunto il professor Fan.

GRB 220101A è quasi 400 quadrilioni di volte più luminoso del Sole, battendo un record detenuto da 14 anni da GRB 080319B. Propone inoltre un nuovo processo astrofisico, che spiega la diversità delle origini fisiche dei lampi di luce ultravioletta.

Si prevede che il satellite sino-francese Space Variable Object Observation (SVOM), il cui lancio è previsto per l’inizio del 2024, sarà in grado di rilevare brillamenti ultravioletti/ottici altamente attivi con spostamenti verso il rosso più elevati.

Riferimento: “Una fotoluminescenza ultravioletta con una magnitudine assoluta AB di -39,4 rilevata in GRB 220101A” di Zhi-Ping Jin, Hao Zhou, Yun Wang, Jin-Jun Geng, Stefano Covino, Xue-Feng Wu, Xiang Li, Yi-Zhong Fan, Da-Ming Wei e Jian-Yan Wei, 26 giugno 2023, Astronomia della natura.
doi: 10.1038/s41550-023-02005-s