Il radiotelescopio MeerKAT ha recentemente intercettato un segnale di natura straordinaria, identificata con la sigla tecnica HATLAS J142935.3–002836, una traccia radio sottile ma dotata di un’intensità tale da sfidare le convenzionali interpretazioni astrofisiche. Nei dati raccolti è emersa una linea luminosa estremamente definita che non rispettava le consuete leggi di attenuazione legate alla distanza.
HATLAS J142935.3–002836: un’anomalia radio dal profondo cosmo
Nonostante la frequenza appartenesse a una regione nota dello spettro radio, la sua persistenza era inspiegabile: segnali provenienti da abissi cosmici così remoti tendono solitamente a disperdersi nel rumore di fondo. La nitidezza del rilevamento ha fornito agli scienziati la prova immediata dell’esistenza di un fenomeno di amplificazione naturale in atto.
HATLAS J142935.3–002836 era già nota agli astronomi come un sistema galattico caratterizzato da una morfologia distorta e allungata. Questa particolare conformazione suggeriva con forza l’azione della gravità sulla traiettoria della luce, portando alcuni ricercatori a descrivere l’oggetto come un vero e proprio “mega-laser” cosmico. Il principale quesito scientifico riguardava tuttavia la straordinaria rilevabilità della riga spettrale, rimasta integra nonostante l’immenso spazio percorso prima di raggiungere i ricevitori terrestri.
La portata della scoperta è diventata evidente solo dopo il calcolo preciso della distanza, misurata attraverso un redshift di $z = 1,027$. Tale valore colloca il sistema a oltre otto miliardi di anni luce di distanza, parametro che riflette il tempo impiegato dalla luce per giungere fino a noi. Le onde radio captate dal MeerKAT hanno iniziato il loro viaggio in un’epoca in cui l’universo era significativamente più giovane e la Terra stessa non era ancora formata. Si tratta, a tutti gli effetti, di un fossile energetico partito da una galassia remota molto prima della nascita del nostro sistema solare.
La firma molecolare dell’idrossile e il fenomeno Maser
L’elemento chiave per decifrare l’anomalia risiede nella lunghezza d’onda del segnale, misurata in circa 18 centimetri. Questa specifica frequenza radio è la “firma cromatica” della molecola di idrossile ($OH$), un legame chimico tra ossigeno e idrogeno che popola le vaste nubi di gas interstellare. In determinate condizioni fisiche, l’idrossile agisce come un amplificatore naturale, potenziando la radiazione su una frequenza estremamente precisa. Questo processo segue lo stesso principio fisico di un laser ma opera nel campo delle microonde, motivo per cui gli scienziati utilizzano il termine “maser” per descriverlo.
Quando l’amplificazione raggiunge un’intensità tale da risultare visibile in galassie esterne alla nostra, il fenomeno viene classificato come megamaser. Tuttavia, il segnale intercettato dal sistema HATLAS J142935.3–002836 ha mostrato una brillantezza talmente elevata da spingere il team di ricerca a proporre una nuova categoria: quella dei gigamase.
Lo studio ha individuato le due linee caratteristiche dell’idrossile vicino ai 1667 MHz e 1665 MHz, firme standard per l’astronomia radio; tuttavia, la loro eccezionale nitidezza a una distanza così remota rappresenta un primato assoluto, distinguendo questa rilevazione da tutte le precedenti indagini condotte su questa molecola.
La sorgente del segnale è stata identificata in una galassia coinvolta in una fusione violenta, un evento cataclismatico in cui due sistemi stellari si scontrano. Queste collisioni sono fondamentali poiché comprimono i gas, generano turbolenze e creano regioni dense e polverose dove le molecole di idrossile si accumulano massicciamente. Sono proprio queste condizioni estreme a “pompare” l’idrossile nel corretto stato energetico per innescare l’amplificazione radio. Il dottor Thato Manamela dell’Università di Pretoria descrive il sistema come l’equivalente radio di un laser situato a metà dell’universo conosciuto.
Oltre al contributo molecolare, i ricercatori del South African Radio Astronomy Observatory hanno rilevato segni di un’attività frenetica all’interno della galassia ospite. I dati suggeriscono un tasso di formazione stellare estremamente elevato, una conseguenza diretta della fusione che trasforma rapidamente le nubi di gas in nuove stelle. Questo contesto di altissima energia spiega perché il segnale dell’idrossile risulti così potente già alla sorgente, rendendolo rilevabile dai nostri strumenti nonostante il lunghissimo viaggio attraverso lo spazio e il tempo.
L’effetto lente gravitazionale e il telescopio cosmico
La straordinaria brillantezza del segnale intercettato non dipende esclusivamente dalla potenza della sorgente, ma è il risultato di un fenomeno fisico avvenuto durante il suo lunghissimo viaggio verso la Terra. Tra noi e la galassia in fusione si trova infatti un’altra galassia, del tutto indipendente, posizionata in modo quasi perfetto lungo la stessa linea di vista.
La massa di questo oggetto intermedio è tale da curvare lo spaziotempo circostante, agendo come una lente d’ingrandimento naturale che focalizza l’emissione di fondo e la indirizza verso i nostri strumenti. Questo fenomeno, noto come lente gravitazionale forte, spiega perché il sistema appaia visivamente distorto e allo stesso tempo insolitamente intenso nei dati radio.
A causa dell’amplificazione prodotta dalla lente gravitazionale, i ricercatori mantengono un approccio cauto nel definire la luminosità intrinseca della sorgente. Il termine “gigamaser” si riferisce specificamente alla potenza percepita dai nostri radiotelescopi, ovvero a quanto il segnale risulti brillante ai nostri occhi grazie alla combinazione tra l’ambiente estremo della galassia remota e l’allineamento favorevole della galassia in primo piano. Senza questo “telescopio cosmico” naturale, l’emissione sarebbe stata probabilmente troppo debole per essere distinta con tale nitidezza.
Un aspetto sorprendente della scoperta riguarda la rapidità con cui è stata ottenuta. Il team è riuscito a confermare la presenza del segnale con poche ore di osservazione, sfruttando la potenza collettiva delle decine di antenne paraboliche che compongono l’array MeerKAT. Questa efficienza trasforma l’evento da semplice curiosità isolata a vera e propria prova di capacità tecnologica: dimostra che indagini sistematiche su larga scala potrebbero individuare molti altri sistemi simili, spingendo ancora più in là i confini della nostra osservazione dell’universo primordiale.
Oltre all’emissione dell’idrossile, i dati hanno rivelato una firma separata legata all’assorbimento dell’idrogeno neutro (HI). Questo ulteriore indizio è fondamentale per gli astronomi perché indica la presenza di diversi strati di gas all’interno del sistema osservato, oltre al materiale molecolare responsabile dell’effetto maser. La combinazione di questi segnali permette di ricostruire un quadro estremamente dettagliato e completo di una fusione galattica ricca di gas, offrendo uno spaccato unico su come si evolvevano le strutture nell’universo miliardi di anni fa.
Lo studio è stato pubblicato su arXiv.
