Lampi radio veloci prodotti all’interno della nostra galassia

E’ stato ufficialmente stabilito che il primo oggetto, in grado di emettere lampi radio veloci (Fast Radio Bursts – FRB), localizzato all’interno della Via Lattea, è capace di ripetere segnali simili.
In un articolo, pubblicato su Nature Astronomy, è stato riportato come la magnetar SGR1395+2154 abbia emesso due segnali radio più potenti, consistenti con quelli già osservati, provenienti da sorgenti esterne alla galassia.
Tuttavia, questi nuovi segnali non hanno la stessa intensità. Questo significa che, all’interno delle magnetar in grado di produrre questi lampi enigmatici, sono presenti più processi differenti, e che forse la SGR1935+2154 potrebbe rappresentare un buon laboratorio per comprenderli.
Fin dalla loro scoperta, avvenuta nel 2007, gli FRB hanno manifestato non poche stranezze. Si tratta di potenti esplosioni di energia emesse solo alle frequenze radio, che durano al massimo qualche millisecondo. E vi sono state non poche difficoltà nel capire il loro funzionamento.
Fino al mese di aprile del 2020, erano stati rilevati solo degli FRB provenienti dall’esterno della Via Lattea, a milioni di anni luce di distanza. Il massimo che si poteva fare, data appunto l’enorme distanza, è stato tracciarli in una regione indeterminata di un’altra galassia.
E mentre solo pochissimi di questi particolari lampi sono stati rilevati più volte, la maggior parte delle sorgenti FRB è stata captata una sola volta, e senza preavviso, il che rende questi fenomeni molto difficili (ma non impossibili) da tracciare.
Inoltre, per la maggior parte degli FRB, gli astronomi non sono riusciti a identificare con esattezza una loro origine precisa. Tutto questo fino alla scoperta della SGR1935+2154.
Il 28 aprile 2020, da una stella morta, altamente magnetizzata, localizzata all’interno della nostra galassia a soli 30.000 anni luce di distanza, è stata registrata l’emissione di un lampo di onde radio incredibilmente potente, e della durata di qualche millisecondo.
Dopo le dovute correzioni per la distanza, gli astronomi hanno trovato che questo segnale non era potente come quelli extra galattici, ma tutto il resto collimava con il profilo già noto. Nel mese di novembre, l’evento è stato confermato ufficialmente, e chiamato FRB200428.
Da quel momento, l’FRB200428 è stato costantemente monitorato dagli astronomi. E, lo scorso 24 maggio, il Westerbork Synthesis Radio Telescope, posto in Olanda, ha captato due lampi radio della durata di qualche millisecondo, provenienti dalla magnetar, a distanza di 1,4 secondi l’uno dall’altro.
Un altro segnale, più debole, è stato rilevato, il 3 maggio, dal Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST), in Cina.
I lampi rilevati ad Aprile, provenienti dal FRB200428, erano estremamente luminosi, mentre quelli successivi erano molto più deboli. L’ampio range dell’intensità dei tre segnali non è stato ancora ben compreso dagli astronomi.
Supponendo che il meccanismo alla base dei lampi radio provenienti da SGR1935+2154, sia sempre lo stesso, esso deve essere tale che la velocità di esplosione sia quasi indipendente dalla quantità di energia emessa su un range di sette ordini di grandezza.
In alternativa, se la direzione del raggio cambia notevolmente nel tempo, parti differenti del cono di emissione potrebbero attraversare la nostra linea di osservazione.
Le magnetar sono un tipo di stelle di neutroni, il piccolo nucleo collassato di una stella morta, la cui massa va da 1,1 a 2,5 quella del Sole, ma racchiuse in una sfera di circa 20 chilometri di diametro. Sono inoltre dotate di un intenso campo magnetico, circa 1.000 volte più potente di quello di una normale stella di neutroni, e 10^15 più potente di quello terrestre.
Non è ancora chiaro il meccanismo della loro formazione (alcune ricerche recenti associano la loro formazione derivante dalla collisione di stelle di neutroni), ma si sa che attraversano periodi di intensa interruzione e attività.
Se, da una parte, la gravità spinge verso l’interno cercando di tenere insieme la stella, il campo magnetico invece spinge verso l’esterno, modificando la forma della stella. Si suppone che le due forze, in competizione, producano delle instabilità, dei terremoti e dei lampi nelle magnetar, generalmente osservati nei raggi X ad alta energia e nella radiazione gamma.
Si sa che la SGR1935+2154 attraversa periodi di attività a raggi X, il che è normale per una magnetar. Ma il primo FRB osservato, quello del 28 aprile, è stato seguito da un’emissione di un raggio X, fenomeno che non era stato osservato nei precedenti FRB. I tre nuovi segnali, invece, non hanno manifestato la presenza di raggi X.
E, quando sono stati studiati i dati dei raggi X, provenienti dalla magnetar, per cercare di collegarli con le controparti radio, non è stato trovato nulla.
Secondo i ricercatori è come se la maggior parte dei lampi a raggi X e a raggi gamma non sia associata a emissione di pulsazioni radio.
I parametri e i flussi che vengono misurati per i lampi di raggi X sono in linea con i tipici valori osservati per la SGR1935+2154, concordando con l’idea che invece i lampi radio sono associati a lampi di raggi X atipici.
Inoltre, alcune sorgenti di lampi radio veloci (FRB) presentano una certa periodicità, una sorta di schema, nei loro segnali. Un fenomeno, questo, che non era stato evidenziato nella SGR1935+2154. Ma ciò potrebbe derivare da una carenza di dati. Oppure, è possibile che quei FRB periodici siano in sistemi binari. E’ inoltre assolutamente possibile che le magnetar siano solo una delle fonti di FRB, mentre per le altre ancora non si hanno certezze.
Lo scorso 8 ottobre sono stati registrati tre lampi radio, in un arco temporale di tre secondi. I dati relativi a queste emissioni sono ancora in fase di studio, ma segnano sicuramente l’inizio di una buona raccolta di segnali che possono agevolare a cercare schemi o indizi relativi al comportamento delle magnetar che li emettono.
Pertanto, l’SGR1395+2154 non può essere considerato, a tutti gli effetti, un analogo dell’insieme degli FRB extra galattici. Tuttavia, le magnetar possono spiegare i diversi fenomeni osservati, provenienti dagli FRB.
E’ probabile che le sorgenti FRB distanti, e periodicamente attive, siano più luminose e più attive perché sono più giovani della SGR1935+2154 e perché le loro magnetosfere sono perturbate dal vento ionizzato di un qualche elemento vicino. Allo stesso modo, è probabile che gli FRB non ripetitivi siano più vecchi, non interattivi e quindi meno attivi. Una descrizione dettagliata degli ambienti locali dei lampi radio veloci potrebbe fornire ottimi spunti per studiare tutte queste possibilità
Fonte: Nature Astronomy