Lampo gamma

I raggi gamma sono stati osservati per la prima volta alla fine degli anni '60 dai satelliti statunitensi Vela, costruiti per rilevare gli impulsi di radiazioni gamma emessi dalle armi nucleari testate nello spazio.

Il 2 luglio 1967, alle 14:19 UTC, i satelliti Vela 4 e Vela 3 hanno rilevato un lampo di radiazione gamma diverso da qualsiasi altra firma nota di armi nucleari. Non sapendo cosa fosse successo, ma non considerando la questione particolarmente urgente, il team del Laboratorio Scientifico di Los Alamos ha archiviato i dati per le indagini.

Analizzando i diversi tempi di arrivo delle esplosioni rilevate da diversi satelliti, il team è stato in grado di determinare stime approssimative per le posizioni del cielo di sedici esplosioni12-16 ed escludere definitivamente un'origine terrestre o solare. La scoperta è stata pubblicata nel 1973.

La maggior parte degli eventi osservati dura più di due secondi ed è classificata come un'esplosione di raggi gamma lunga. Sono stati studiati in modo molto più dettagliato rispetto ai loro omologhi brevi. Quasi tutti i lampi gamma lunghi ben studiati sono stati associati ad una galassia in rapida formazione stellare e, in molti casi, anche ad una supernova a collasso del nucleo. Questo collega i GRB lunghi con la morte di stelle massicce. Le lunghe osservazioni di GRB afterglow ad alto redshift (grandi distanze) suggeriscono anche che i GRB hanno origine in regioni a formazione stellare. Questo perché osservare galassie lontane significa guardare indietro nel tempo alle galassie in una fase precedente.

Energetica

Si ritiene che le esplosioni a raggi gamma siano esplosioni altamente focalizzate, con la maggior parte dell'energia di esplosione in un getto relativistico stretto che viaggia a velocità superiori al 99,995% della velocità della luce.

L'ampiezza angolare approssimativa del getto (cioè il grado di irraggiamento) può essere stimata direttamente osservando le "interruzioni del getto" nelle curve di luce postbagliore: un tempo dopo il quale il postbagliore lentamente decadente comincia a svanire improvvisamente, poiché il getto rallenta e non può più irraggiare la sua radiazione in modo così efficace. Le osservazioni suggeriscono una variazione significativa dell'angolo del getto da 2 a 20 gradi.

Poiché la loro energia è fortemente irradiata (molto stretta), i raggi gamma emessi dalla maggior parte delle esplosioni mancano la Terra e non vengono mai rilevati. Quando un lampo di raggi gamma è puntato verso la Terra, la focalizzazione della sua energia lungo un raggio relativamente stretto fa sì che il lampo appaia molto più luminoso di quanto sarebbe stato se la sua energia fosse stata emessa in modo sferico. Quando si tiene conto di questo effetto, si osserva che i tipici lampi di raggi gamma hanno un rilascio di energia reale di circa ¹⁰⁴⁴ J, o circa 1/2000 di un equivalente di energia di massa solare.

Questo è paragonabile all'energia rilasciata in una supernova luminosa di tipo Ib/c (a volte chiamata "ipernova"). Supernove molto luminose sono state viste nella posizione di alcune delle GRB più vicine.