Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Communications” offre una soluzione al problema dell’origine dei fotoni che compongono un lampo gamma di lunga durata. Un team di ricercatori coordinato dal Riken Cluster for Pioneering Research in Giappone ha creato una serie di simulazioni basate sulla relazione di Yonetoku, un’equazione ideata da Daisuke Yonetoku, uno degli autori della ricerca, che collega i picchi di energia e luminosità nei lampi gamma concludendo che i loro fotoni hanno origine nella fotosfera, l’area di una stella in cui viene emessa la normale luce.

I lampi gamma sono fenomeni estremamente energetici e in quelli a lunga durata viene emessa un’energia superiore a quella che il Sole può emettere nel corso della sua intera vita. La durata dei lampi gamma è molto variabile e l’origine influenza la sua durata, il motivo per cui questa ricerca è concentrata su quelli di lunga durata, che possono essere emessi in seguito al collasso di una stella massiccia in agonia o dalla fusione di oggetti esotici come stelle di neutroni e buchi neri.

Gli autori di questa ricerca hanno usato parecchi supercomputer per creare simulazioni basata sulla relazione Yonetoky tra picchi di energia e picchi di luminosità nei lampi gamma, che offre lo strumento migliore trovato finora per spiegare i loro meccanismi di emissione. Quella relazione permette anche a quei lampi gamma di essere usati come candele standard, cioè come riferimenti per misurare distanze cosmiche con il vantaggio di essere perfino più luminosi delle supernove.

I risultati delle simulazioni dei lampi gamma indicano che almeno quelli di lunga durata vengono emessi dalla fotosfera delle stelle, probabilmente in seguito alle enormi energie sprigionate quando stelle massicce collassano avviandosi a esplodere in supernove.

L’immagine (Ito et al. (2019) Nature Communications. C.C. 4.0) mostra un’immagine da una simulazione tridimensionale. I profili di una stella progenitore e dei getti che emette sono mostrati usando colori che indicano rispettivamente la densità di massa e il fattore di Lorentz.

I getti relativistici costituiti da flussi di particelle associati ai lampi gamma costituiscono la prossima fase del lavoro del team guidato da Hirotaka Ito. Anche nel loro caso ci sono ancora domande che richiedono risposte che aiuteranno a capire meglio i processi che generano questi fenomeni estremamente energetici.