Utilizzando un nuovo algoritmo rivoluzionario, il radiotelescopio Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) ha scoperto ben 25 nuovi segnali radio veloci (FRB) tra il 2019 e il 2021. Questa entusiasmante scoperta, riportata su Nature Astronomy:
Lampi radio veloci, la nuova frontiera dell’astronomia:
Stando a quanto si apprende, la scoperta aggiunge ulteriori tasselli al mistero che avvolge questi fenomeni celesti transitori, tra i più potenti e enigmatici dell’universo. Come le onde gravitazionali (GW) e i lampi di raggi gamma (GRB), gli FRB sono emissioni radio di breve durata che rilasciano un’energia immensa in un lasso di tempo estremamente breve. Per fare un paragone, un singolo FRB può emettere in un millisecondo più energia di quanta il Sole ne produca in tre giorni interi. La loro natura e origine sono ancora oggetto di acceso dibattito tra gli astrofisici, con diverse ipotesi sul tavolo che includono la fusione di magneti stelle polari, l’attività di stelle di neutroni altamente magnetizzate o addirittura la presenza di una tecnologia aliena avanzata.
La novità del lavoro risiede nell’utilizzo di un nuovo algoritmo di machine learning, denominato “Fast Radio Burst Supernova Finder” (FRB-SFR), sviluppato da un team di ricercatori canadesi guidati da Xin Liu dell’Università della Columbia Britannica. Questo algoritmo è in grado di distinguere con maggiore precisione i segnali FRB da altri tipi di rumore radio, aumentando notevolmente l’efficienza di rilevamento. Tra i 25 nuovi FRB scoperti, ben 18 provengono da sorgenti già note, mentre 7 rappresentano nuove aggiunte al catalogo di questi oggetti celesti. Tra le sorgenti già note, spicca FRB 200418, il primo FRB ripetuto ad essere identificato con una galassia ospite. Lo studio di queste sorgenti ripetute, come FRB 200418, è fondamentale per comprendere la natura e l’origine degli FRB, in quanto permette agli astronomi di studiare i loro ambienti e di associarli a specifici oggetti astrofisici. La scoperta di questi nuovi FRB rappresenta un passo importante nella nostra comprensione di questi fenomeni enigmatici. L’utilizzo di algoritmi di machine learning sempre più sofisticati e l’implementazione di radiotelescopi ancora più potenti promettono di svelare nuovi dettagli in futuro, aprendo la strada a nuove e affascinanti scoperte nel campo dell’astrofisica.
Ora, un grande team di astronomi, tra cui diversi del Kavli Institute for Astrofisica e Ricerca Spaziale del MIT e del Dipartimento di Fisica del MIT, hanno collaborato al lavoro per decifrare l’origine e la natura degli FRB. La loro recente pubblicazione ad accesso libero su The Astrophysical Journal riporta la scoperta di 25 nuove sorgenti di FRB ripetute, raddoppiando il numero noto di questi fenomeni noti agli scienziati portandolo a 50. Inoltre, il team ha scoperto che molti FRB ripetitivi sono inattivi, producendone meno di uno. scoppio per settimana di tempo di osservazione.
Il Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment ( CHIME ) è stato determinante nel rilevare migliaia di FRB mentre scansiona l’intero cielo settentrionale. Pertanto, gli astronomi della collaborazione CHIME/FRB hanno sviluppato una nuova serie di strumenti statistici per analizzare enormi quantità di dati e trovare ogni sorgente ripetitiva rilevata finora. Ciò ha fornito agli astronomi una preziosa opportunità di osservare la stessa sorgente con telescopi diversi e studiare la diversità delle emissioni. “Ora possiamo calcolare con precisione la probabilità che due o più lampi provenienti da luoghi simili non siano solo una coincidenza”, spiega Ziggy Pleunis, Dunlap Postdoctoral Fellow presso il Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysicals e autore corrispondente del nuovo lavoro. Il team ha inoltre concluso che tutti gli FRB potrebbero eventualmente ripetersi. Hanno scoperto che le onde radio viste esplodere solo una volta differivano da quelle viste esplodere più volte sia in termini di durata delle esplosioni che di gamma di frequenze emesse, il che consolida l’idea che queste esplosioni radio abbiano effettivamente origini diverse. Il postdoc del MIT Daniele Michilli e la dottoranda Kaitlyn Shin, entrambi membri del Synoptic Radio Lab del professore assistente del MIT Kiyoshi Masui, hanno analizzato i segnali provenienti dalle 1.024 antenne di CHIME. Il lavoro, dice Michilli, “ci ha permesso di identificare in modo inequivocabile alcune delle fonti come ripetitori e di fornire ad altri osservatori coordinate accurate per studi di follow-up”. “Ora che abbiamo un campione molto più ampio di FRB ripetitivi, siamo meglio attrezzati per capire perché potremmo osservare alcuni FRB come ripetitori e altri apparentemente non ripetitivi, e quali sono le implicazioni per una migliore comprensione delle loro origini.” dice Shin. Pleunis aggiunge:
“Gli FRB sono probabilmente prodotti dai residui di morti stellari esplosive. Studiando in dettaglio le sorgenti FRB ripetitive, possiamo studiare gli ambienti in cui avvengono queste esplosioni e comprendere meglio le fasi finali della vita di una stella. Possiamo anche saperne di più sul materiale che viene espulso prima e durante la scomparsa della stella, e che viene poi restituito alle galassie in cui vivono gli FRB”. Oltre a Michilli, Shin e Masui, tra i contributori del MIT allo studio figurano gli studenti laureati in fisica Calvin Leung e Haochen Wang.
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