Grazie a una rapida reazione, il GRB221009A è stato ripreso da più osservazioni quasi simultanee dell’osservatorio Gemini South in Cile. Questa immagine è una combinazione di 4 esposizioni effettuate con due strumenti nella mattina di venerdì 14 ottobre 2022. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B.O'Connor (UMD/GWU) & J. Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ).
Un lampo di raggi gamma del 2022, il più luminoso mai rilevato, potrebbe fornire un indizio sull'esistenza di particelle simili agli assioni, una delle possibili spiegazioni della materia oscura, secondo ricercatori dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF),
Il 9 ottobre 2022, il lampo di un gamma-ray burst ha saturato i telescopi di tutto il mondo. L'evento, chiamato GRB 221009A, è stato il più luminoso del suo genere. I lampi di raggi gamma sono le esplosioni più energetiche dell'Universo e si ritiene che il GRB 221009A sia il risultato del collasso di una stella di grande massa.
La forma inaspettata del getto di materiale emesso da questo evento aveva già incuriosito gli scienziati. Ma ad attirare l'attenzione del gruppo italiano è stata l'altissima energia dei suoi fotoni, stimata ben oltre i 10 TeV dal telescopio cinese LHAASO che li ha catturati.
"I fotoni con una tale energia provenienti da un gamma ray burst a quel redshift (cioè a quella distanza) dovrebbero essere completamente assorbiti dalla luce di fondo extragalattica, o EBL", spiega Giorgio Galanti, primo autore dello studio pubblicato su Physical Review Letters1. La EBL è la luce emessa da tutte le stelle nel corso dell'evoluzione dell'Universo. Secondo la fisica convenzionale, i suoi fotoni a bassa energia avrebbero dovuto interagire con quelli ad alta energia provenienti dal lampo gamma e trasformarsi in coppie elettrone-positrone.
Ma le particelle simili agli assioni, o axion-like particles (ALP) potrebbero risolvere l'enigma. Si tratta di particelle molto leggere la cui esistenza è richiesta dalla teoria delle superstringhe, che mira a unificare tutte le forze fondamentali e a superare il Modello Standard della fisica convenzionale.
I fotoni emessi dai GRB attraversano diversi campi magnetici nel loro viaggio, e in questo modo potrebbero trasformarsi in ALP, almeno secondo la teoria delle superstringhe. Lungo il percorso, potrebbero oscillare e ridiventare fotoni. Poiché gli ALP non verrebbero assorbiti dalla luce di fondo, l'oscillazione potrebbero garantire la sopravvivenza di diversi fotoni ad alta energia.
"Il principale limite [di questa interpretazione] è che l'osservazione di fotoni ad alta energia potrebbe ancora essere legata alla radiazione di fondo catturata casualmente durante le osservazioni del gamma ray burst", afferma Eleonora Troja, astrofisica dell'Università di Roma Tor Vergata, non coinvolta nello studio. "Se dovessimo trovare fotoni ad alta energia in più di un gamma ray burst, i risultati di questo lavoro sarebbero rafforzati", conclude.
