Burst Chaser - Il cacciatore di lampi

Benvenuti nel progetto BurstChaser, ovvero il cacciatore di lampi! Questo progetto ha bisogno del vostro aiuto nella classificazione dei lampi gamma (in breve detti GRBs), esplosioni tra le più potenti in tutto l'Universo!

Che cosa è un lampo gamma?

I lampi gamma (GRBs) sono il prodotto di esplosioni tra le più potenti dell'universo. In meno di 10 secondi questi lampi rilasciano più energia di quanta ne possa emanare il Sole in 10 miliardi di anni.
Per fortuna questi lampi avvengono molto lontano da noi e quindi non sono pericolosi, ma rimangono degli eventi affascinanti e strumenti unici per capire meglio il nostro universo.

Questa animazione mostra un lampo gamma (GRB) osservato da un telescopio della NASA! Il telescopio è noto come BATSE (Burst And Transient Source Experiment) ed era ospitato a bordo della missione CGRO (Compton Gamma-Ray Observatory). Questo telescopio poteva vedere solo un tipo particolare di luce, quella gamma, che si trova all'estremità dello spettro elettromagnetico, come mostrato nella figura sottostante.

I lampi gamma emettono radiazione luminosa (ovvero fotoni) a tutte le energie, ma il segnale più brillante si rileva nella banda di energia gamma, che è al centro del nostro progetto.
I telescopi come BATSE raccolgono il segnale gamma e ne rilevano i cambiamenti con il passare del tempo. Usando questa informazione possiamo creare la mappa animata del cielo a raggi gamma, utilizzando colori diversi per tracciare l'intensità della radiazione gamma.
La striscia orizzontale rossa e bianca che vedete al centro della mappa è causata dalla radiazione gamma prodotta dalla nostra galassia, la Via Lattea.
Al di sopra di essa, l'animazione mostra l'accendersi e spegnersi di un punto bianco di eccezionale brillantezza, tanto da far diventare tutta l'immagine bianca. Questo è come appare un lampo gamma. Il GRB produce enormi quantità di fotoni gamma e nei pochi secondi in cui rimane visibile sovrasta ogni altra sorgente del cielo, inclusa la nostra galassia.

Alla destra dell'animazione si trova un grafico che traccia la quantità di radiazione gamma misurata con il passare del tempo. L'asse verticale misura i conteggi, ovvero quanti fotoni di energia gamma vengono rilevati dal telescopio. Più in alto si va, maggiore è il numero di fotoni gamma. Quando scoppia il GRB, il grafico mostra un chiaro picco di luce. Questo grafico viene chiamato "curve di luce" del GRB e racchiude importanti informazioni sull'origine e la fisica dei lampi gamma.

Come parte di questo progetto, ci aiuterete a riconoscere e classificare questi picchi di luce, che chiamiamo impulsi, e che ci aiuteranno a capire l'origine dei lampi gamma.

Gli astronomi pensano che i GRBs siano prodotti da esplosioni stellari di estrema violenza. Questi eventi così potenti creano dei getti di particelle e fotoni di altissime energie. I fotoni che riveliamo e la forma dei loro impulsi danno informazioni preziose su come questi getti si siano formati. La figura sottostante schematizza la produzione di fotoni nei lampi gamma.

Crediti: NASA/Goddard Space Flight Center/ICRAR.

Gli astronomi hanno scoperto che esistono due canali principali
per la creazione dei GRBs. Il meccanismo più comune è la morte di una stella di grande massa, 10 volte più pesante del Sole.
Quando queste stelle esauriscono il carburante che alimenta le reazioni nucleari al loro interno, esse soccombono alla forza di gravità e collassano su se stesse, esplodendo come delle supernove. Alcune di queste supernove riescono a formare i getti di radiazione gamma, come mostrato nel filmato sottostante (crediti: NASA Goddard Space Flight Center).

Il meccanismo meno comune per la produzione di un lampo gamma è la collisione di due stelle di neutroni, mostrato nell'animazione sottostante (crediti: NASA Goddard Space Flight Center), oppure l'incontro tra una stella di neutroni ed un buco nero.
Questi eventi producono anche un fenomeno chiamato onde gravitazionali. Sebbene le onde gravitazionali siano state predette dalla teoria della relatività generale oltre 100 anni fa, la loro osservazione diretta è cominciata solo nel 2015 grazie alla nuova generazione di interferometri LIGO e Virgo!

Perchè gli astronomi sono così interessati ai lampi gamma?

I lampi gamma sono così brillanti che li possiamo vedere attraverso l'intero universo, dalle galassie vicine a quelle più remote. Visto che la luce viaggia con velocità finita, i fotoni impiegano tantissimo tempo per raggiungerci e quindi, quando guardiamo lontano, stiamo guardando al passato del nostro universo. I lampi gamma prodotti dall'esplosione delle prime stelle sono uno dei pochi eventi dell'universo primordiale che riusciamo direttamente a rivelare. I GRBs sono quindi uno strumento unico e potente per scoprire le prime fasi dell'universo ed imparare come l'universo si sia evoluto fino ai nostri giorni.

In aggiunta, visto che i lampi gamma sono creati da eventi estremi ed esotici - come supernove, stelle di neutroni e buchi neri - essi forniscono un mezzo per studiare la fisica in condizioni estreme, impossibili da riprodurre sulla Terra.

Perchè ci serve il vostro aiuto

Abbiamo bisogno del vostro aiuto per riconoscere ed identificare i GRBs e le forme dei loro impulsi (consultate la nostra guida per maggiori informazioni su questi impulsi e le loro possibili forme)
in modo da aiutare gli astronomi a determinare l'origine dei lampi gamma.
I vostri occhi possono accuratamente classificare le forme degli impulsi e riconoscere altri schemi nelle curve di luce che i nostri computers ancora non sono in grado di cogliere.
La vostra classificazione aiuterà gli astronomi a determinare l'origine di questi lampi gamma, avanzando la nostra conoscenza dell'universo misterioso ed estremo.

Se siete interessati a capire in dettaglio come il vostro lavoro aiuterà gli astronomi nella loro ricerca sui lampi gamma, consultate la nostra sezione di Domande Frequenti.

Ringraziamenti

Questo progetto è finanziato dal NASA's Citizen Science Seed Funding Program (CSSFP).
Il contributo italiano è supportato dall'European Research Council (ERC) attraverso lo schema di finanziamento Consolidator.

Codice di Condotta

Il progetto Burst Chaser intende creare un ambiente collaborativo ed inclusivo. Quando si partecipa in discussioni sulla piattaforma Burst Chaser, inviatiamo al rispetto reciproco, specialmente nei casi con punti di vista ed esperienze differenti. Per maggiori linee guida consultare Zooniverse Talk Community Standards.