Proveniva da un buco nero ad una distanza di 2,4 miliardi di anni luce.
Un’esplosione di luce proveniente da un buco nero appena nato, a miliardi di anni luce di distanza nello spazio e nel tempo, ha colpito la Terra con tale potenza da scuotere l’atmosfera superiore del nostro pianeta. Il lampo di raggi gamma GRB 221009A ha infranto tutti i record quando è esploso nell’oscurità dello spazio nell’ottobre 2022 a circa 2,4 miliardi di anni luce dalla Terra, con una luminosità di 18 teraelettronvolt di energia in quella che è considerata l’esplosione spaziale più luminosa mai registrata. Gli scienziati hanno stabilito che l’esplosione è stata così potente da causare grandi variazioni nel campo elettrico della ionosfera terrestre, ad un’altitudine di circa 500 chilometri. “In questo lavoro presentiamo l’evidenza della variazione del campo elettrico ionosferico a circa 500 chilometri indotta dal forte lampo di raggi gamma [che] si è verificato il 9 ottobre 2022“, scrive un team di scienziati guidato dall’astrofisico Mirko Piersanti dell’Università di L’Aquila e l’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia. “Utilizzando sia osservazioni satellitari che un nuovo modello analitico sviluppato ad hoc, abbiamo dimostrato che il GRB 221009A ha avuto un profondo impatto sulla conduttività ionosferica della Terra, causando una forte perturbazione non solo nella ionosfera inferiore, ma anche nella ionosfera superiore (a circa 500 chilometri).” La radiazione gamma è la parte più energetica dello spettro elettromagnetico, seguita dalla radiazione X. I fotoni dei raggi gamma hanno da un miliardo a un trilione di volte l’energia dei fotoni nella parte visibile dello spettro e sono emessi da eventi altamente energetici come supernove e ipernove, nonché da eventi energetici più piccoli, come i brillamenti solari.
Queste radiazioni vengono assorbite dall’atmosfera terrestre prima che possano avvicinarsi alla superficie ed è per questo che abbiamo bisogno dei telescopi spaziali per rilevarle. Ciò che riescono fare, tuttavia, è interagire con l’atmosfera ad alta quota. In rare occasioni, gli scienziati hanno registrato raggi gamma e raggi X provenienti da lampi di raggi gamma insolitamente potenti che interagiscono con la ionosfera inferiore della Terra. La ionosfera è uno strato relativamente spesso dell’atmosfera terrestre, compreso tra circa 50 e 1000 chilometri di altitudine, che si sovrappone a diversi altri strati atmosferici. Viene chiamata così perché è la parte dell’atmosfera in cui i raggi ultravioletti estremi e le radiazioni X provenienti dal Sole ionizzano gli atomi e le molecole atmosferiche, creando degli elettroni liberi. La ionosfera riflette le onde radio che utilizziamo per la comunicazione e la navigazione. Quando si verifica un evento potente, come un brillamento solare, possiamo registrare i cambiamenti che apporta nella bassa ionosfera registrando i cambiamenti nel modo in cui le onde radio a frequenza molto bassa si riflettono su di essa. È così che, quasi immediatamente, gli scienziati hanno potuto osservare i cambiamenti nella bassa ionosfera, ad altitudini comprese tra 60 e 100 chilometri, in coincidenza con il rilevamento del GRB 221009A nell’ottobre 2022. Era così potente, hanno detto, che i suoi effetti erano paragonabili a quelli di un brillamento solare. Il Sole è a 150 milioni di chilometri di distanza. La luce del GRB 221009A ha percorso 22,7 sestilioni di chilometri: questo ci fa capire quanto sia stata potente l’esplosione. Ma l’effetto dei lampi di raggi gamma non è stato studiato sull’intera ionosfera, quindi Piersanti e i suoi colleghi hanno cercato di rilevarne l’effetto sulla parte superiore dello strato. Per questo, hanno attinto ai dati satellitari e, per la prima volta, sono stati in grado di rilevare e misurare le variazioni del campo elettromagnetico ad elevate altitudini ionosferiche. In effetti, gli effetti furono enormi. Il lampo di raggi gamma è durato solo circa 7 minuti mentre l’effetto registrato sulla ionosfera è durato circa 10 ore. Sapere questo, dicono i ricercatori, può aiutarci a comprendere e modellare meglio gli effetti delle esplosioni distanti sull’atmosfera terrestre – e prevedere cosa potrebbe accadere se ne avvenisse una nelle vicinanze . “Il flusso di fotoni senza precedenti associato al GRB221009A ha avuto un profondo impatto sulla conduttività ionosferica della Terra, causando una forte perturbazione non solo nella ionosfera inferiore, dove viene tipicamente osservato utilizzando antenne VLF terrestri, ma anche nella ionosfera superiore (a circa 500 chilometri),” scrivono i ricercatori . “In effetti – concludono – un’enorme variazione del campo elettrico ionosferico, indotta dal forte cambiamento di conduttività ionosferica, è stata registrata nella parte superiore della ionosfera (507 chilometri) come conseguenza di un impatto di un lampo di raggi gamma.”
