Scoperti per la prima volta nel 2007, i lampi radio veloci (FRB) hanno da subito catturato l’attenzione degli astronomi di tutto il mondo. Questi brevissimi e intensi impulsi di onde radio, che durano solo una frazione di secondo, sono in grado di rilasciare una quantità di energia equivalente a quella prodotta dal Sole in decenni. Nonostante siano stati rilevati migliaia di FRB provenienti da diverse parti dell’universo, la loro origine è rimasta a lungo un enigma.
Un passo avanti nella comprensione dei lampi radio veloci
Un recente studio condotto dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha portato a una svolta significativa nella comprensione di questi misteriosi fenomeni cosmici. Il team di ricerca, guidato da Kenzie Nimmo, ha individuato l’origine di almeno uno di questi lampi radio, fornendo così una nuova prospettiva sulla loro natura.
Per raggiungere questa importante scoperta, gli scienziati hanno utilizzato una tecnica innovativa basata sull’analisi della “scintillazione” dei segnali radio. In modo simile a come le stelle scintillano nel cielo notturno a causa delle turbolenze atmosferiche, anche i segnali radio dei lampi radio veloci possono subire delle fluttuazioni di luminosità durante il loro viaggio attraverso lo spazio interstellare.
Analizzando attentamente queste variazioni di luminosità, i ricercatori sono riusciti a determinare con precisione la posizione della sorgente del lampo radio. I risultati hanno mostrato che l’esplosione si era verificata in una regione estremamente vicina a una stella di neutroni, a una distanza inferiore a 10.000 chilometri.
Questa scoperta suggerisce che le stelle di neutroni, ovvero i residui estremamente densi di stelle massicce esplose in supernova, potrebbero essere le “culle” di molti lampi radio veloci. In particolare, i ricercatori hanno ipotizzato che questi lampi radio possano originarsi dalla magnetosfera della stella di neutroni, una regione altamente magnetizzata che circonda l’oggetto celeste.
Le condizioni fisiche all’interno della magnetosfera di una stella di neutroni sono estreme. I campi magnetici sono così intensi da impedire la formazione di atomi, strappando gli elettroni dai nuclei atomici. Secondo i ricercatori, l’energia immagazzinata in questi campi magnetici può essere rilasciata sotto forma di onde radio, dando origine ai potenti lampi che osserviamo sulla Terra.
Questa scoperta rappresenta un passo fondamentale nella comprensione dei lampi radio veloci e apre nuove prospettive di ricerca. In futuro, gli astronomi potranno utilizzare questa tecnica per studiare altri FRB e determinare se le stelle di neutroni sono effettivamente le sorgenti più comuni di questi fenomeni cosmici.
Il ruolo delle stelle di neutroni
Dal 2020, il numero di lampi radio veloci (FRB) rilevati è esploso grazie a strumenti all’avanguardia come CHIME. Questo radiotelescopio, con le sue innovative antenne a forma di half-pipe, ha aperto una finestra senza precedenti sull’universo, rivelando una miriade di questi misteriosi segnali cosmici.
Nonostante i progressi, l’origine esatta degli FRB rimane avvolta nel mistero. Le teorie attuali oscillano tra due scenari principali: esplosioni originate da magnetosfere turbolente in prossimità di oggetti compatti, come le stelle di neutroni, o onde d’urto che si propagano a grandi distanze dalla sorgente.
La scintillazione è diventata uno strumento fondamentale per gli astronomi che studiano i lampi radio veloci. Grazie a questo fenomeno, è possibile stimare le dimensioni della regione che emette l’FRB e la sua distanza da noi. È un po’ come usare una lente d’ingrandimento per osservare un oggetto molto piccolo: più ingrandiamo, più dettagli possiamo vedere. Nel caso degli FRB, la scintillazione ci permette di ‘ingrandire’ la sorgente e di capirne meglio la natura.
Il team ha fatto un ragionamento semplice ma efficace: se la luce di un FRB scintillasse molto, significava che la sorgente era piccola e vicina. Questo perché più piccola è la sorgente luminosa, più la sua luce viene perturbata durante il viaggio attraverso il mezzo interstellare, creando quell’effetto di scintillazione. Al contrario, se la scintillazione fosse minima, la sorgente sarebbe stata più grande o più lontana.
In questo modo, i ricercatori hanno potuto collegare il grado di scintillazione alla dimensione della regione che emetteva lampi radio veloci e, di conseguenza, alla sua probabile origine: un ambiente magnetico turbolento vicino (nel caso di una forte scintillazione) o un’onda d’urto lontana (nel caso di una scintillazione debole).
Per confermare le loro teorie, i ricercatori hanno puntato l’attenzione su FRB 20221022A, un lampo radio veloce di durata media. Analizzando in dettaglio la polarizzazione della sua luce, hanno fatto una scoperta sorprendente: l’angolo di polarizzazione ruotava in modo regolare, tracciando una curva a forma di S.
Questa caratteristica, mai osservata prima nei lampi radio veloci, è tipica delle pulsar, stelle di neutroni in rapida rotazione con campi magnetici intensissimi. Questa evidenza suggerisce fortemente che anche FRB 20221022A abbia avuto origine in un ambiente simile, nelle immediate vicinanze di una stella di neutroni.
La scoperta che FRB 20221022A ha avuto origine da una regione così piccola rappresenta una svolta fondamentale nella comprensione dei lampi radio veloci. Grazie all’analisi della scintillazione, i ricercatori hanno potuto confermare che questi eventi estremi sono legati a fenomeni che si verificano nelle immediate vicinanze di oggetti compatti e altamente magnetizzati, come le stelle di neutroni. Questa scoperta apre nuove prospettive per lo studio dei FRB e ci avvicina sempre di più alla comprensione dei misteri dell’Universo
I risultati ottenuti dal team del MIT hanno rivoluzionato la nostra comprensione dei lampi radio veloci. Scoprire che FRB 20221022A ha avuto origine da una regione così piccola e vicina a una stella di neutroni conferma l’ipotesi che molti lampi radio veloci siano generati da meccanismi legati all’attività di queste stelle estremamente dense e magnetizzate. Questa scoperta apre nuove prospettive per lo studio dei FRB e ci avvicina sempre di più alla comprensione dei processi fisici che li generano.
Conclusioni
«La scintillazione è uno strumento fondamentale per svelare i misteri dei lampi radio veloci“, ha concluso Masui: “Grazie a questa tecnica, possiamo “zoomare” sulle regioni di emissione e scoprire dettagli inaspettati sulla loro natura. Questo ci aiuterà a comprendere meglio i processi fisici che danno origine a questi fenomeni cosmici così energetici“.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
