Osservata la controparte ottica del GRB 140703A

Luglio 2014: il sistema automatico dell'osservatorio di Monte Agliale MASACAS ha permesso l'osservazione dell'afterglow ottico del GRB 140703A, individuato dal telescopio spaziale Swift la notte del 3 luglio. La struttura di Monte Agliale fa parte del "Gamma-ray Coordinates Network / Transient Astronomy Network": il GCN/TAN è l'ente deputato alla raccolta e pronta diffusione di informazioni inerenti Gamma Ray Burst (GRB) e altri transienti di natura astrofisica effettuate da strumenti terrestri e spaziali. In particolare l'osservatorio di Monte Agliale è inserito, da alcuni mesi, nella lista di distribuzione di mail di allerta diffuse dal GCN relative a detection di possibili GRB ottenute dal telescopio spaziale Swift. Abbiamo realizzato un software che processa i messaggi di posta elettronica provenienti dall'account GCN; una volta estratte dal testo le coordinate celesti del transiente viene programmato l'immediato puntamento del campo da parte del telescopio, qualora sia attivo e le condizioni di osservabilità lo permettano. Il server di posta viene interrogato una volta ogni 20 secondi proprio per ridurre al minimo il ritardo nell'acquisizione delle informazioni. Sebbene le detection di Swift siano piuttosto frequenti (alcune ogni settimana, in media) solo in questa occasione il sistema ha risposto positivamente all'allarme trasmesso dal network. E' infatti necessario che il telescopio sia in funzione quando viene diffuso il warning, il target sia sopra l'orizzonte, la Luna non disturbi eccessivamente l'osservazione e, ovviamente, l'afterglow ottico sia alla portata dello strumento. 

La notte del 3 luglio, alle 00.37.12 TU il Swift Burst Alert Telescope (BAT) ha rilevato un segnale proveniente da un punto del cielo nella costellazione di Andromeda, pochi gradi a nord di M31. Grazie ai telescopi  XRT e UVOT Swift  ha continuato l'osservazione del transiente permettendone una migliore caratterizzazione dal punto di vista astrometrico e fotometrico; nello stesso tempo il GCN ha diramato l'allerta a tutte le strutture del network, favorendo dunque la possibilità di effettuare osservazioni anche da Terra. Alle 00.39.54 TU, entro di 2 minuti dalla diffusione della "notice" e mentre il telescopio di Monte Agliale era impegnato in una sessione osservativa automatica per la ricerca di Supernovae, il nostro sistema ha ricevuto  il messaggio di posta elettronica dal GCN ed è stato immediatamente processato. Il sistema prevede di  interrompere  il programma osservativo in corso dando massima priorità al puntamento del campo del GRB. L'osservazione sarebbe dunque avvenuta entro tempi brevissimi se l'oggetto avesse avuto una maggiore altezza sull'orizzonte. In quel momento, infatti, il target si trovava a quasi 5 ore ad est del meridiano, in una posizione non consona per il telescopio. Il sistema di controllo automatico ha atteso un tempo sufficiente, continuando comunque l'esecuzione del programma  di ricerca di Supernovae, affinché il campo raggiungesse una  posizione adeguata. Alle 01.57.43 TU, circa 80 minuti dopo il burst trigger, il telescopio di Monte Agliale ha finalmente puntato la posizione del GRB  140703A effettuando una serie di 20 riprese digitali da 20 secondi per poi riprendere l'attività precedentemente interrotta.

Il giorno successivo abbiamo analizzato le immagini  effettuando l'allineamento e la somma digitale delle 20 riprese, ottenendo una singola immagine caratterizzata da un tempo di esposizione equivalente pari a circa 400 secondi. La magnitudine limite ed il rapporto segnale/rumore sono migliorati nettamente ed è stato possibile individuare l'afterglow ottico del GRB nella esatta posizione indicata nelle diverse "notices" e circolari diffuse dal GCN. I dati estratti dalla nostra osservazione (rilevamento della posizione e misura fotometrica del segnale) sono stati diffusi, per la prima volta, tramite la circolare GCN 16511. L'afterglow si è rivelato essere estremamente debole (magnitudine unfiltered = 19.8) ed è evidenziato dal marker nella seguente immagine, ottenuta dalla somma delle 20 riprese digitali effettuate da Monte Agliale.

Le prime osservazioni successive all'allerta, avvenute entro10 minuti, sono state effettuate da un team di astronomi spagnoli per mezzo di un telescopio da 60 cm di apertura e addirittura dopo pochi secondi dal MASTER II robotic telescope in Russia. L'analisi spettroscopica dell'afterglow ottico effettuata con il Gran Telescopio Canarias da 10.4 m ha evidenziato la presenza di profonde righe di assorbimento Lyman-alpha e di altre righe metalliche. Gli astronomi hanno calcolato, dai redshift osservati, un valore di z pari a 3.14 (GCN 16505), corrispondente ad una distanza, secondo il modello Lambda-CDM, pari a circa 12 miliardi di anni luce: si tratta indubbiamente dell'oggetto più lontano mai osservato dai cieli di Monte Agliale.

 

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