Il telescopio spaziale James Webb (JWST) ha scoperto la causa della più potente esplosione cosmica dai tempi del Big Bang.

L'esplosione (soprannominata il "BOAT" o "Brightest Of All Time") è un lampo di raggi gamma (GRB, "Gamma Ray Burst") che ha emesso fotoni sulla Terra con più energia di quelli presenti all'interno del Large Hadron Collider. Questa luce è stata rilevata dai nostri telescopi in orbita e dagli osservatori sulla Terra il 9 ottobre 2022 e proveniva da 2,4 miliardi di anni luce di distanza nella costellazione della Freccia.

Ora, un team di scienziati ha rintracciato le probabili origini del BOAT in una gigantesca supernova originata dal collasso di una stella gigante. Il mistero, quindi, potrebbe essere risolto ma non è così. Le supernove come il BOAT dovrebbero essere fabbriche cosmiche per elementi pesanti come il platino e l’oro ma quando i ricercatori hanno ne hanno cercato le tracce, non hanno trovato prove a sostegno di questa teoria. Le scoperte sono state pubblicate il 12 aprile sulla rivista Nature Astronomy.

 

Il nuovo mistero

Quando una stella massiccia esaurisce il combustibile nucleare e non può più sostenere le reazioni termonucleari, esplode in supernova e il nucleo collassa. Ciò che rimane è una stella di neutroni ultra-densa o un buco nero. Queste esplosioni stellari e, occasionalmente anche le collisioni tra due stelle di neutroni, producono potenti rilasci di raggi gamma che possono essere rilevate dagli osservatori nello spazio e sulla Terra.

I primi lampi di raggi gamma furono visti accidentalmente dai satelliti militari statunitensi negli anni '60 del secolo scorso. Da allora, gli astronomi hanno messo a punto dispositivi specifici in grado di rilevare la loro luce ad alta energia. Ma il BOAT, era almeno 10 volte più luminoso di qualsiasi altra esplosione cosmica mai vista.

"L'evento ha prodotto alcuni dei fotoni con la più alta energia mai registrati dai satelliti progettati per rilevare i raggi gamma", ha detto nel comunicato l'autore principale dello studio Peter Blanchard, astrofisico della Northwestern University. "Questo è stato un evento che la Terra vede solo una volta ogni 10.000 anni".

L'esplosione è stata così brillante che gli astronomi hanno dovuto aspettare sei mesi affinché si spegnesse, prima di poter utilizzare il telescopio spaziale James Webb per osservarla direttamente.

"Il GRB era così luminoso che ha oscurato qualsiasi potenziale firma di supernova nelle prime settimane e mesi dopo l'esplosione", ha detto Blanchard. "Il cosiddetto bagliore del GRB era come i fari di un'auto che ti viene incontro e ti impediscono di vedere l'auto stessa. Quindi, abbiamo dovuto aspettare che si affievolisse in modo significativo".

Dopo aver puntato lo strumento Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) del JWST verso la fonte dell'esplosione, i ricercatori hanno trovato tracce di elementi come ossigeno e calcio, che si trovano comunemente all'interno delle supernovae. Tuttavia, "quando abbiamo confermato che il GRB è stato generato dal collasso di una stella massiccia, abbiamo avuto l'opportunità di testare un'ipotesi su come si formano alcuni degli elementi più pesanti nell'universo", ha spiegato Blanchard. "Non abbiamo visto tracce di questi elementi pesanti e ciò suggerisce che i GRB estremamente energetici come il BOAT non producono questi elementi".

"Ciò non significa che tutti gli GRB non li producono", ha aggiunto Blanchard, "ma è un'informazione chiave mentre continuiamo a cercare di capire da dove provengono questi elementi pesanti".

Il prossimo passo sarà utilizzare il JWST per osservare altre supernove. Il confronto tra le diverse luminosità, i getti, gli elementi chimici e le caratteristiche della galassia ospite potrebbe aiutare a capire quanto fosse insolito il BOAT e le condizioni in cui sono formati gli elementi pesanti dell'universo.