L'emissione di un FRB dalla magnetar nella nostra galassia, in un'elaborazione grafica (ESO/M. Kornmesser)

Il primo lampo radio veloce dalla nostra galassia

Una stella di neutroni a 30mila anni luce da noi potrebbe aiutarci a scoprire che cosa genera queste misteriose e sfuggenti emissioni radio interstellari

di Emanuele Menietti – @emenietti
L'emissione di un FRB dalla magnetar nella nostra galassia, in un'elaborazione grafica (ESO/M. Kornmesser)

Un gruppo di astronomi ha identificato un lampo radio veloce (fast radio burst, FRB) – cioè un impulso radio ad alta energia della durata di pochi millesimi di secondo proveniente dallo Spazio – ed è riuscito a scoprire la sua origine: un oggetto all’interno della nostra galassia. È la prima volta in cui viene identificato un FRB emesso da una fonte nella Via Lattea ed è quindi anche il lampo radio veloce più prossimo a noi a essere mai stato osservato.

FRB?
A questo punto vi starete chiedendo che cosa diavolo sia un lampo radio veloce. Fino a una decina di anni fa, gli astronomi non sapevano nemmeno che esistessero. Il primo fu scoperto quasi per caso nel 2007, grazie alla revisione di alcuni dati forniti dal radiotelescopio del Parkes Observatory nel New South Wales in Australia.

A differenza dei classici telescopi, che osservano la luce visibile, un radiotelescopio rileva le onde radio emesse dai corpi celesti nell’Universo, consentendo quindi di spingersi molto più lontano nelle osservazioni rispetto a un normale telescopio, con specchi e lenti. I radiotelescopi più potenti sono formati da una serie di antenne paraboliche, che lavorando insieme permettono di captare segnali a seconda del punto dell’Universo verso cui sono puntate.

Nel 2007 alcuni ricercatori al lavoro su informazioni raccolte dal Parkes Observatory notarono un segnale anomalo, che era stato captato il 24 agosto 2001. Era la traccia radio di un’improvvisa e rapidissima emissione ad alta energia, durata appena 5 millisecondi (0,005 secondi). Non era chiaro che cosa avesse causato questo lampo radio veloce e si ipotizzò che la causa fosse terrestre: un’interferenza di qualche tipo che per un attimo aveva falsato le osservazioni da parte dell’antenna. Successive analisi fecero escludere però questa ipotesi: il segnale era arrivato davvero dallo Spazio, anche se la sua origine rimaneva un mistero.

La grande antenna del Parkes Observatory, Australia (Matt King/Getty Images)

Da quella scoperta, negli anni seguenti, sarebbe nata una nuova branca dell’astronomia, proprio dedicata allo studio dei FRB. Le ricerche condotte finora hanno permesso di capire che questi fenomeni sono molto frequenti, che si verificano svariate migliaia di volte ogni giorno in tutto il cosmo, che si possono ripetere da una medesima fonte e che non sono semplici da osservare.

Da dove arrivano
Un FRB è molto sfuggente ed è estremamente difficile localizzare il punto da cui ha origine, in zone dell’Universo distanti miliardi di anni luce da noi. Un radiotelescopio deve essere puntato verso la direzione giusta e al momento giusto per captare un segnale che dura pochissime frazioni di secondo e che, nella maggior parte dei casi, non si ripeterà più. I radiotelescopi sono spesso costituiti da svariate parabole dal diametro di decine di metri, ma riescono comunque a osservare una porzione di cielo ridotta se comparata con la vastità della volta celeste. Le osservazioni devono poi essere analizzate da computer molto potenti, che devono ripulire i dati da eventuali interferenze terrestri.

Non è nemmeno chiaro quali siano le cause degli FRB, anche se gli astronomi fanno da tempo qualche ipotesi. Secondo alcuni, potrebbero prodursi quando le stelle di neutroni (stelle iperdense, ciò che resta di un’esplosione stellare verso la fine del ciclo vitale di una stella) si scontrano tra loro o con altri corpi celesti. Altri ipotizzano che siano generati da alcune stelle pochi istanti prima di essere completamente risucchiate in un buco nero. Ma c’è anche un’altra ipotesi, che con la nuova scoperta di un FRB proveniente dalla nostra galassia sembra essere più probabile (e che, ci spiace, esclude gli alieni anche questa volta).

Magnetar
Il lampo di radio veloce originato nella Via Lattea sembra si sia formato da una “magnetar”, una stella di neutroni con un campo magnetico gigantesco (miliardi di volte superiore rispetto a quello della Terra), in grado di produrre grandi emissioni elettromagnetiche. La magnetar ritenuta responsabile del FRB si trova a circa 30mila anni luce da noi, una distanza piccolissima in termini astronomici.

La fonte è stata localizzata studiando i dati raccolti dagli osservatori STARE2 negli Stati Uniti e da CHIME in Canada. Entrambi avevano osservato lo scorso aprile un FRB proveniente dalla stessa porzione di cielo e ben distinguibile. A differenza di altri radiotelescopi, questi sono stati progettati proprio per osservare fenomeni di questo tipo nella nostra galassia, e hanno quindi un campo di vista molto più grande del normale.

Nei giorni precedenti, altri ricercatori avevano osservato un aumento di attività da parte di una magnetar nella nostra galassia, con un incremento nella sua produzione di raggi X e gamma. Confrontando tempi di emissione e caratteristiche di questi raggi X, gli astronomi hanno confermato la concomitanza tra la loro produzione e il lampo radio veloce.

Il radiotelescopio canadese CHIME (CHIME)

Il risultato del loro lavoro è stato da poco pubblicato sulla rivista scientifica Nature, dopo che una prima versione delle loro ricerche era stata diffusa lo scorso maggio, e ripresa dai media, anche se in attesa di una revisione alla pari. I tre studi, più un articolo di analisi sulla portata della scoperta, hanno raccolto molta attenzione perché fornisce elementi a sostegno della teoria delle magnetar come probabile fonte dei FRB. Se confermato, significherebbe che il medesimo fenomeno si verifica anche in altre galassie, venendo saltuariamente osservato dai radiotelescopi.

Altri indizi
È però ancora troppo presto per sostenere di avere trovato una risposta alla misteriosa origine dei lampi radio veloci. Il gruppo di astronomi ha infatti continuato a osservare la magnetar mentre produceva ulteriori emissioni di raggi X e gamma, ma senza trovare nuove corrispondenze. Il FRB rilevato nella nostra galassia era inoltre più debole di quelli provenienti dall’esterno della Via Lattea, quindi ai ricercatori sfuggono ancora diversi dettagli.

L’identificazione della probabile fonte del FRB è comunque importante, perché consentirà agli astronomi di effettuare nuove rilevazioni sapendo dove cercare. Ci sono inoltre alcune decine di magnetar nella nostra galassia che potrebbero essere buone candidate per provare a rilevare l’emissione di nuovi lampi radio veloci. I ricercatori potranno inoltre dedicarsi alla ricerca di magnetar in altre galassie, in modo da capire se possano essere davvero all’origine del fenomeno.

Conoscendo le fonti dei lampi radio veloci, gli astronomi potrebbero comprendere meglio le caratteristiche e la storia dell’Universo. Un FRB, prima di raggiungerci, percorre distanze enormi e incontra lungo il proprio tragitto la materia che si trova tra le galassie. Analizzando la struttura delle onde radio, si può ricostruire con un buon grado di approssimazione che cosa abbia incontrato un FRB durante il proprio lungo viaggio interstellare. Informazioni di questo tipo possono rivelarsi preziose per capire meglio come sia strutturato lo Spazio che separa tra loro le galassie.