Un nuovo segnale radio da una galassia lontana, gli scienziati tentano di risolvere il mistero

Ricostruzione artistica di una stella di neutroni (NASA JPL)

Ripetute e rapide esplosioni radio provenienti dallo spazio profondo stanno scatenando la fantasia degli scienziati (e di non addetti ai lavori). Stando a quanto si apprende, tutto è cominciato nel 2019 quando la galassia denominata FRB 190520B, ha cominciato ad emettere frequentemente raffiche di potenti onde radio di millisecondi. Il curioso fenomeno ha consentito agli astronomi di eseguire analisi che rivelano informazioni sulla sua provenienza nell’Universo e sullo spazio circostante:

Il fenomeno dei fast radio bursts (FRB), come suggerisce il nome, consiste in esplosioni di radiazioni molto veloci (della durata di pochi millisecondi) che si espandono brillantemente nelle lunghezze d’onda radio. La maggior parte di queste esplosioni cosmiche provengono da altre galassie (solo una fonte è stata rilevata anche nella Via Lattea) e sono estremamente luminose, scaricando in un istante tanta energia quanto 500 milioni di stelle paragonabili al nostro Sole. Ciò che hanno scoperto gli scienziati è che a poter causare un FRB possono essere più meccanismi differenti. Si tratta di fenomeni che si verificano improvvisamente e, pertanto, imprevedibili. L’FRB rilevato nella Via Lattea proveniva da un tipo di stella morta chiamata magnetar, il che suggerisce che almeno alcuni FRB sono causati da eruzioni di magnetar. Ma ci sono ancora molte incognite. “Quelli che ripetono sono diversi da quelli che non lo fanno?” dice l’astrofisico Kshitij Aggarwal della West Virginia University. Il segnale di scoperta dell’FRB 190520B è arrivato sulla Terra nel maggio del 2019, rilevato dal telescopio radio sferico ad apertura di cinquecento metri (FAST) in Cina e trovato nei dati nel novembre dello stesso anno. Le osservazioni di follow-up della posizione nel cielo hanno rivelato che la fonte si stava ripetendo. Ulteriori osservazioni sono state condotte utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array della National Science Foundation, rivelando un affascinante insieme di caratteristiche:

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I segnali provenivano dalla periferia di una galassia nana molto antica, distante quasi 4 miliardi di anni luce. Tra un’esplosione e l’altra, la sorgente sembra trasmettere un’emissione radio più debole. Questa caratteristica suggerisce agli scienziati che le esplosioni radio veloci provengono da una sorgente radio compatta e persistente, la cui natura è sconosciuta. Queste caratteristiche sono condivise con un altro famoso burst radio veloce ripetuto, FRB 121102. Questo è stato il primo FRB mai rintracciato a una fonte, la periferia di una galassia nana molto antica a 3 miliardi di anni luce di distanza. Ed è anche associato a una sorgente radio compatta e persistente. “Ora ne abbiamo due come questo, e questo solleva alcune domande importanti”afferma l’astronomo Casey Law del Caltech. Ad esempio, non sappiamo se gli FRB una tantum si ripetono a energie troppo basse per essere rilevate da noi. Tuttavia, gli scienziati hanno pensato da tempo che potrebbero esserci almeno due diversi meccanismi distinti per produrre le esplosioni e la scoperta di FRB 190520B sarebbe coerente con questa idea. Ciò potrebbe significare che le diverse esplosioni sono emesse da oggetti diversi o emesse dallo stesso tipo di oggetto in diversi stadi della sua evoluzione. Le magnetar sono un tipo di stella di neutroni – il nucleo ultradenso e collassato di una stella massiccia dopo che è diventata una supernova ed è morta – ma custodiscono anche un campo magnetico estremamente potente. È possibile che normali stelle di neutroni e magnetar emettano FRB in modi diversi. Ulteriori analisi suggeriscono che un’altra caratteristica dei lampi radio veloci potrebbe non essere così utile per misurare l’Universo come potrebbero aver pensato gli astronomi:

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Questa caratteristica è chiamata misura di dispersione e ha a che fare con il modo in cui la luce viene dispersa da un gas tenue nello spazio tra noi e la sorgente. Le onde a frequenza più alta viaggiano in modo più efficiente rispetto a quelle a frequenza più bassa e possono essere utilizzate come guida per misurare la distanza. Per FRB 190520B, la misura di dispersione suggerisce che la sorgente si trova a una distanza compresa tra 8 e 9,5 miliardi di anni luce. Misurazioni indipendenti della distanza, tuttavia, mostrano che la galassia non è così lontana. “Ciò significa che c’è molto materiale vicino all’FRB che confonderebbe qualsiasi tentativo di usarlo per misurare il gas tra le galassie”, afferma Aggarwal. “Se questo è il caso di altri, allora non possiamo contare sull’utilizzo degli FRB come parametri cosmici”. D’altra parte, ciò suggerisce che la sorgente radio persistente che emette gli FRB risieda in un ambiente plasmatico molto complesso, coerente con le caratteristiche di una recente supernova superluminosa. Ciò suggerisce che qualunque sia la fonte, si è formata molto di recente: una fonte FRB “neonata”. “Ipotizziamo inoltre che FRB 121102 e FRB 190520B rappresentino la fase iniziale di una popolazione FRB in evoluzione”,  afferma l’astronomo Di Li dei National Astronomical Observatories dell’Accademia cinese delle scienze in Cina, che ha guidato la ricerca. “È probabile che tra pochi anni emerga un quadro coerente dell’origine e dell’evoluzione degli FRB”. La ricerca è stata pubblicata su Nature.

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