Da ogni parte del cielo, l’Universo lancia segnali misteriosi. Non sappiamo esattamente cosa siano o cosa li produca, ma una nuova analisi sulla loro provenienza ci fornisce indizi sulle fonti delle strane emissioni che chiamiamo Fast radio bursts (FRB).
Fast radio bursts: ecco come vengono generati
Guidato dall’astronomo Kritti Sharma del California Institute of Technology, un team internazionale ha condotto una ricerca e ha determinato che gli FRB hanno maggiori probabilità di provenire da galassie con popolazioni di stelle relativamente giovani.
Questo è in un certo senso prevedibile. Quello che i ricercatori non si aspettavano era che quelle galassie avessero maggiori probabilità di essere piuttosto grandi, con un gran numero di stelle, il che è in realtà piuttosto raro. Questo ha rivelato che potrebbe esserci qualcosa di insolito nel modo in cui vengono generati i Fast radio bursts.
Abbiamo già delle idee piuttosto chiare su cosa siano gli FRB. Innanzitutto, una descrizione: sono emissioni di luce radio molto potenti ma molto brevi che durano da frazioni di millisecondo a diversi secondi. Provengono da tutto il cielo, le loro fonti a milioni o miliardi di anni luce di distanza spesso sembrano lampeggiare una volta e mai più.
La ricerca
Questo li rende impossibili da prevedere e difficili da tracciare, ma stiamo migliorando la nostra capacità di rilevarli grazie alla sorveglianza ad ampio raggio e anche nell’individuazione delle galassie che li ospitano.
Per quanto riguarda cosa sono, ci stiamo concentrando anche su quello. Spoiler: non sono alieni. Piuttosto, il primo Fast radio bursts rilevato proprio qui nella Via Lattea nel 2020 è stato ricondotto a una magnetar, un tipo di stella di neutroni che ha un campo magnetico 1.000 volte più potente di quello di una normale stella di neutroni. L’interazione push-pull tra il campo magnetico e la gravità dell’oggetto può creare terremoti stellari che inviano luce radio che lampeggia nel cielo.
Non tutti i Fast radio bursts si comportano allo stesso modo, quindi è possibile che ci sia più di un tipo di fonte. Restringere il campo di dove si trovano queste fonti ci dice qualcosa sulle condizioni ambientali che hanno maggiori probabilità di produrle, il che a sua volta ci consente di fare inferenze su cosa siano.
Sharma e i suoi colleghi hanno raccolto osservazioni utilizzando un interferometro radio chiamato Deep Synoptic Array in un nuovo tentativo di rilevare FRB e localizzarli. Hanno studiato attentamente le proprietà di 30 galassie ospiti FRB e hanno determinato che i lampi radio emergono tipicamente da galassie con popolazioni di stelle giovani.
Questo non sorprende se i progenitori dei Fast radio bursts sono magnetar. Le stelle di neutroni sono i nuclei collassati di stelle massicce che sono diventate supernova tramite collasso del nucleo, e le stelle massicce hanno una durata di vita più breve di quelle più piccole. Le magnetar sono giovani stelle di neutroni, quindi ci aspettiamo di trovarle in luoghi in cui la maggior parte delle stelle è giovane e ha una vita breve.
Sebbene alcuni FRB siano stati precedentemente rilevati in popolazioni di stelle vecchie e in galassie di piccola massa, l’analisi del team ha mostrato che i progenitori più comuni sono di gran lunga galassie di grande massa con stelle giovani. Questo ha indicato che gli ambienti stellari giovani e massicci sono importanti per la formazione dei progenitori FRB, se non lo fossero, vedremmo una distribuzione più ampia tra i tipi di galassie.
Il motivo per cui questo potrebbe accadere è sconosciuto, ma i ricercatori ritengono che la metallicità di queste galassie massicce che formano stelle potrebbe svolgere un ruolo. Le galassie massicce hanno in genere un contenuto di metallo molto più elevato rispetto alle controparti di massa inferiore e tendono anche a creare stelle più pesanti.
Esiste però un altro problema. Le supernovae a collasso del nucleo si verificano a una velocità simile alla velocità di formazione delle stelle nell’Universo. Se le magnetar che producono i Fast radio bursts si formano in questo modo, la distribuzione di FRB dovrebbe essere ampiamente coerente con la distribuzione delle supernovae a collasso del nucleo, anche per le galassie di piccola massa, ma non lo è. Questo indica che le magnetar che si formano tramite collasso del nucleo non sono i principali progenitori di FRB.
Il team ha condotto delle simulazioni e ha trovato una soluzione. Le magnetar che emettono Fast radio bursts potrebbero formarsi da fusioni di stelle binarie. Questo è più probabile che accada in ambienti con stelle più massicce, come le galassie identificate dai ricercatori.
Conclusioni
Non abbiamo ancora una spiegazione olistica per le origini degli FRB, ma la ricerca rafforza significativamente la tesi delle magnetar e suggerisce che siano in gioco anche circostanze speciali per la loro formazione.
Lo studio dei Fast radio bursts è ancora in corso, ma gli astronomi stanno scoprendo costantemente altri strani segnali. Più ne scopriamo, più dati saremo in grado di elaborare per risolvere il mistero delle origini degli FRB. È un momento molto significativo pet studiare le stelle.
La ricerca è stata pubblicata su Nature.
