I lampi di di raggi gamma, o gamma rays burst, sono potenti esplosioni che avvengono in galassie lontane. Questi segnali sono tra i più luminosi del cosmo; ci avvisano di una morte di una stella molto grande avvenuta in qualche zone dell’Universo a distanze irraggiungibili da noi. Sono così brillanti che la loro energia, in una sola esplosione, è pari con quella emessa da tutta la nostra Galassia in più di cento anni. Perché, sebbene così potenti, sono difficili da osservare?

Per almeno due motivi: i raggi gamma non possono essere rilevati dai telescopi sulla Terra perché schermati dall’atmosfera terrestre, poi sono molto brevi: l’esplosione può durare al massimo qualche decina di secondi. Proprio per queste particolarità l’Osservatorio di Brera ha realizzato il piccolo telescopio REM, di soli 60 cm di diametro, progettato esclusivamente per la rilevazione di questi fenomeni. REM ha permesso di misurare per la prima volta la velocità di queste esplosioni cosmiche; in particolare ha osservato il massimo della luminosità, un evento mai osservato prima. Le osservazioni hanno mostrato che la materia che si propaga con i lampi di luce gamma raggiunge quasi la velocità limite permessa dalle leggi della fisica: la velocità della luce.

È la prima volta che gli scienziati riescono a misurare la velocità così alte?

Non esattamente. In laboratorio i fisici delle particelle elementari possono accelerare fasci di particelle spingendoli a velocità elevatissime, ma si tratta di singole particelle, cioè pochi millesimi di grammo di materia. Di sicuro è la prima volta che si osserva una massa così grande correre a questa velocità: è come se un palla grande 200 volte la Terra fosse stata lanciata alla velocità della luce nello spazio... non si era mai visto nulla di simile.

Come può un piccolo telescopio osservare eventi così lontani nel cosmo?

I gamma ray burst inizialmente sono estremamente brillanti e quindi non è necessario avere telescopi di grande diametro per osservarli. REM è piccolo e per questo facile da manovrare e molto rapido: va a osservare queste esplosioni appena accadono. Non a caso il nome REM, letteralmente Rapid Eye Mount (montatura a movimento veloce) ricorda i movimenti degli occhi durante la fase rem del sonno; è un telescopio agile e sempre pronto a osservare le esplosioni cosmiche.

Ma come fa il telescopio robotico a sapere dove puntare, cioè quando nuovi lampi di luce illuminano il cielo?

Tra i satelliti che orbitano intorno la Terra, c’è Swift, progettato da una collaborazione tra NASA e Italia per rilevare lampi gamma. Swift osserva una grande porzione di cielo e appena avvista un gamma ray burst, usando una rete di satelliti supporto per la radiocomunicazioni, nel giro di pochi secondi trasmette a Terra la posizione di questo burst. Il segnale arriva così a REM che in una manciata di secondi punta il cielo nella direzione indicata e registra la radiazione visibile e infrarossa dell’esplosione.

Scoperti negli anni Sessanta, in piena guerra fredda e inizialmente interpretati come esplosioni nucleari, i gamma ray burst restano ancora oggi un fenomeno non del tutto chiaro…

Abbiamo molti indizi ma siamo ancora lontani dal capirne i dettagli. Alcuni sono probabilmente generati nella morte di una stella di grande massa: in condizioni normali queste diventano supernove, esplosioni potenti ma non tanto quando i lampi gamma, tant’è che non possono essere osservate a distanze molto grandi. Nel caso dei gamma ray burst invece, per qualche motivo non ancora ben chiaro, le esplosioni diventano molti più forti e visibili fino ai confini dell’Universo. Un’altra ipotesi che permetterebbe di spiegare i lampi di raggi gamma che durano solo pochi secondi, è la collisione di coppie di stelle di neutroni: stelle che, alla fine della loro vita, diventate estremamente piccole e compatte, orbitano l’una attorno all’altra finché si scontrano fondendosi l’una nell’altra e danno origine a un buco nero.

I gamma ray burst rappresentano un filone di ricerca tra i più in voga al momento nell’astronomia.

Sì, e lo conferma il numero di articoli pubblicati ogni giorno dagli scienziati sull’argomento: un vero un incubo per noi astronomi che dobbiamo leggerli per essere aggiornati. In effetti, un po’ come in tutti settori più interessanti della ricerca, ogni volta che si comprende qualcosa ne saltano fuori due nuove da scoprire. I lampi di luce gamma sono come delle sonde: se da un lato è interessante studiare e cercare di capire come la natura abbia saputo generare dei fuochi di artificio così spettacolari, dall’altro ci permettono di osservare stelle lontane miliardi e miliardi di anni luce che con i telescopi più potenti non possiamo neanche distinguere. E, in questo modo, possiamo ottenere informazioni sull’Universo all’inizio della sua formazione, subito dopo il big bang.