Un lontanissimo e potentissimo Fast Radio Burst (FRB) mette in difficoltà gli astronomi

Recentemente è stato registrato un FRB particolarmente luminoso di onde radio che ha viaggiato attraverso l’Universo per più di 8 miliardi di anni e che si sta rivelando difficile da spiegare utilizzando le principali teorie attualmente in voga per spiegare questo peculiare fenomeno

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Un lontanissimo e potentissimo Fast Radio Burst (FRB) mette in difficoltà gli astronomi, lampi radio veloci

In radioastronomia, un lampo radio veloce (FRB) è un impulso radio transitorio di lunghezza compresa tra una frazione di millisecondo e 3 secondi, causato da qualche processo astrofisico ad alta energia non ancora compreso. Gli astronomi stimano che l’FRB medio rilasci in un millisecondo la stessa quantità di energia che il Sole emette in tre giorni. Sebbene un FRB sia estremamente energico alla fonte, la forza del segnale che raggiunge la Terra è stata descritta come 1.000 volte inferiore a quella di un telefono cellulare.

Recentemente è stato registrato un FRB particolarmente luminoso di onde radio che ha viaggiato attraverso l’Universo per più di 8 miliardi di anni e che si sta rivelando difficile da spiegare utilizzando le principali teorie attualmente in voga per spiegare questo peculiare fenomeno.

Un team internazionale di ricercatori ha individuato il Fast Radio Burst utilizzando l’Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP). Soprannominato FRB 20220610A, l’evento si distingue per una serie di ragioni.


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Non solo ha viaggiato molto più lontano della maggior parte degli FRB mai registrati ma è anche incredibilmente energico, superando il massimo impostato dai modelli precedenti di un fattore 3,5.
L’analisi dei ricercatori ha mostrato, inoltre, qualcos’altro di insolito. Anche una misura della diffusione delle lunghezze d’onda denominata misura di dispersione non corrisponde del tutto alle aspettative, spingendo a riconsiderare le ipotesi che gli astrofisici fanno quando usano questi fenomeni come strumenti per studiare l’Universo.
Da quando sono stati rilevati per la primavolta, nel 2007, sono state osservate appena poche dozzine di FRB, rendendo queste intense esplosioni di onde radio della durata di millisecondi eventi rari. La maggior parte sembrano essere fenomeni una tantum, con alcuni che si ripetono in modi che ricordano le scosse di assestamento del terremoto.
Una delle ipotesi è che queste emissioni così energetiche siano prodotte dalle stelle di neutroni mentre il loro contenuto pressurizzato si sposta, deformato dal loro stesso potente campo magnetico.Le forze coinvolte spiegherebbero perché gli FRB esplodono con l’energia di centinaia di milioni di Soli in un semplice batter d’occhio. Ma stabilisce anche un limite all’intensità della luce, limite che quest’ultimo impulso supera.
La luminosità di FRB 20220610A supera anche i modelli che propongono che le esplosioni di onde radio vengano create quando particelle ad alta velocità associate ai brillamenti di stelle di neutroni si schiantano contro i venti stellari circostanti.
Mentre i ricercatori riconsiderano il modo in cui FRB 20220610A e altri FRB insolitamente energetici potrebbero formarsi, l’osservazione sta anche sfidando una serie di aspettative completamente diverse che coinvolgono il modo in cui la sua luce sembra diffondersi nello spazio intergalattico.
Scivolando nel vuoto puro, la luce viaggia… alla velocità della luce. Tutto ciò cambia quando le sue onde attraversano campi elettromagnetici, con diverse lunghezze d’onda della luce che interagiscono con il campo in modi leggermente diversi. Il risultato è familiare come un arcobaleno dopo una tempesta; uno spettro di lunghezze d’onda scompigliate da una pioggia di goccioline trasparenti.
Allo stesso modo, il gas e la polvere che fluttuano attraverso il vuoto interstellare e intergalattico trasportano un debole ronzio elettromagnetico che fa sì che le lunghezze d’onda rallentino a velocità diverse mentre risplendono.

 

diagramma della luce che passa attraverso il materiale barionico
La luce che passa attraverso la materia barionica invisibile si disperde, facendola viaggiare a velocità diverse. ( ICRAR )

Diversi anni fa, ricercatori australiani hanno proposto che l’esplosione di luce proveniente dagli FRB potesse essere utilizzata per misurare la nebbia diffusa di materiale fluttuante tra la Via Lattea e le galassie vicine, servendo come metodo per misurare sia la densità della materia “nascosta” non oscura sia il tasso di espansione dell’Universo.

La misura della dispersione aumenta con la distanza in un modo definito noto come relazione di Macquart. Questa relazione è rimasta vera per la maggior parte degli FRB entro pochi miliardi di anni luce, con un unico brillante esempio. Un’esplosione ripetuta rilevata lo scorso anno in una galassia nana a poco meno di 4 miliardi di anni luce di distanza da noi aveva una misura di dispersione che corrispondeva a sorgenti a più del doppio di quella distanza.

Poiché anche FRB 20220610A contrasta con la relazione Macquart, è chiaro che alcune dispersioni sono un po’ più complicate di altre. Dopo aver esaminato più da vicino altre caratteristiche della luce, i ricercatori suggeriscono che una tempesta cosmica di plasma turbolento e magnetizzato che si forma tra qui e la fonte di FRB scoperta più recentemente – molto probabilmente all’interno della sua galassia ospite – ha alterato il suo spettro.
Gli FRB si stanno rivelando strumenti incredibilmente potenti in astronomia, facendo letteralmente luce sulle parti nascoste dell’Universo. Con ogni nuova sorprendente scoperta chge si aggiunge al catalogo, ci avviciniamo sempre di più alla comprensione esatta di cosa rappresentano questi misteri.
Questa ricerca è stata pubblicata su Science.
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