La professoressa Eleonora Troja, astrofisica del Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “Tor Vergata" e impegnata in importanti studi sui lampi di raggi gamma (GRBS, gamma-ray bursts) ha scoperto, con un gruppo internazionale di ricercatori, che trovando la ‘casa’ delle stelle di neutroni che hanno prodotto i GRB finora ritenuti solitari è possibile anteporre nel tempo l’evoluzione chimica dell’Universo - grazie alla quale sono stati prodotti i metalli pesanti come oro, platino e uranio - tanto da retrodatarla ai primi 5 miliardi di anni dalla sua nascita.
Un numero considerevole di lampi gamma appare come esplosioni solitarie, senza una 'dimora galattica' che li possa ospitare, sollevando interrogativi sulle loro vere origini e distanze.
Usando i dati di alcuni dei più potenti telescopi sulla Terra e nello spazio, inclusi i telescopi gemelli Gemini e il telescopio spaziale Hubble, gli astronomi hanno finalmente trovato le loro ‘case' sfuggenti: una popolazione di galassie lontane viste quando l'Universo aveva solo 5 miliardi di anni.
La professoressa Eleonora Troja, da pochi mesi associata presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “Tor Vergata” - dopo aver lavorato anni presso il NASA Goddard Space Flight Center - e co-autrice della ricerca sui GRB pubblicata nell’ultimo numero (luglio 2022) del Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, è stata insignita della medaglia “Exceptional Scientific Achievement” nel 2021 proprio per i risultati ottenuti negli studi sui lampi gamma di breve durata e le kilonove. E nel 2020 si è aggiudicata un ERC Grant, che ha portato in Italia, nel nostro Ateneo.
I suoi studi sono stati fondamentali per la ricostruzione dell’evoluzione chimica dell’Universo: “Abbiamo capito che la popolazione di GRB corti (che durano meno di 2 secondi) nell’universo giovane è molto più numerosa di quanto calcolato in precedenza - afferma la professoressa Troja - Questi nuovi dati ci dicono che le stelle di neutroni si sono fuse nella storia dell'Universo molto più rapidamente del previsto.”
Grazie ai potenti telescopi presenti sulla Terra e nello spazio, gli astronomi sono riusciti ad individuare le case delle stelle di neutroni, inizialmente ritenute senza dimora. La loro origine non era chiara: “Un mistero intrigante” ci dice la professoressa Troja “con due possibili soluzioni proposte dagli astronomi per spiegarli: stelle vagabonde o galassie lontane”. Invece ora “Le case dei GRB le conosciamo bene, sono galassie grandi e luminose, spesso abbastanza vicine a noi. Eppure, in molti casi vediamo questi lampi gamma accadere nel bel mezzo del nulla”.
Lo studio è iniziato da una collaborazione tra la NASA, l’Italia e il Regno Unito, con i dati raccolti dal satellite Neil Gehrels Swift, che ha catturato più di 100 lampi gamma, effetto di stelle di neutroni (nate da catastrofiche esplosioni di supernova) che però non vagano nella galassia perché sparate fuori dalla loro dimora, ma sono così lontane da non essere state viste prima.
"Per il futuro, tecnologie all'avanguardia come il James Webb Space Telescope, ci permetteranno di individuarne e osservarne di più e con maggior precisione", come spiega Brendan O’Connor, primo autore dello studio, ed ex-studente della prof. Troja all'Università del Maryland e alla George Washington University.
Possiamo affermare, quindi, che l’Universo giovane era molto più ricco di metalli di quanto ipotizzato finora. “Queste fusioni stellari sono potenti fucine di metalli, non solo quelli preziosi come l’oro, ma anche quelli fondamentali per la vita come lo iodio” conclude Troja “Trovarle in galassie così distanti svela che hanno influenzato l’evoluzione chimica dell’Universo fin dalla sua gioventù”.
VIDEO https://noirlab.edu/public/media/archives/videos/hd_1080_screen/noirlab2218a.mp4
Images and Videos: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Fermilab
Image Processing: M. Zamani (NSF’s NOIRLab) & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)
Music: Stellardrone - In Time