Dopo mesi di enigmi e speculazioni, gli astronomi hanno finalmente decifrato l’origine di un misterioso segnale radio ripetuto, una scoperta che rivoluziona la nostra comprensione delle sorgenti radio di lungo periodo.
Il segnale, rilevato per la prima volta nel 2024, è stato ricondotto a un sistema binario unico, denominato ILTJ1101, composto da una nana bianca e una nana rossa, situato nella costellazione dell’Orsa Maggiore.
L’enigma del segnale radio ripetuto
Il segnale radio, caratterizzato da una periodicità di due ore, aveva destato grande curiosità nella comunità scientifica. La sua natura ripetitiva e la sua origine sconosciuta avevano alimentato numerose ipotesi, spaziando dalle stelle di neutroni ai lampi radio veloci (FRB). Tuttavia, nessuna di queste ipotesi era stata in grado di fornire una spiegazione esaustiva del fenomeno.
La svolta decisiva è arrivata grazie a un’analisi accurata dei dati raccolti dai radiotelescopi, che ha permesso di tracciare il segnale fino al sistema binario ILTJ1101. Questo sistema, situato a una distanza di diverse migliaia di anni luce dalla Terra, è composto da una nana bianca, una stella morta di dimensioni ridotte ma estremamente densa, e da una nana rossa, una stella di piccola massa e bassa temperatura.
Secondo la nuova ricerca, la causa del segnale radio ripetuto è da attribuire all’interazione tra i campi magnetici della nana bianca e della nana rossa. La stretta orbita delle due stelle provoca la collisione dei loro campi magnetici, generando un’emissione radio periodica che viene rilevata dai radiotelescopi sulla Terra.
La scoperta del sistema binario ILTJ1101 ha implicazioni significative per la nostra comprensione delle sorgenti radio di lungo periodo. In precedenza, si riteneva che solo le stelle di neutroni, in particolare le magnetar, potessero produrre questo tipo di emissione. La scoperta ha dimostrato che anche le nane bianche, in determinate condizioni, possono generare segnali radio ripetuti.
Charles Kilpatrick, astrofisico della Northwestern University e membro del team di ricerca, ha sottolineato l’importanza della scoperta, affermando: “Ci sono diverse stelle di neutroni altamente magnetizzate, o magnetar, che sono note per esibire impulsi radio con un periodo di pochi secondi. Alcuni astrofisici hanno anche sostenuto che le sorgenti potrebbero emettere impulsi a intervalli di tempo regolari perché ruotano, quindi vediamo il segnale radio solo quando la sorgente ruota verso di noi. Ora, sappiamo che almeno alcuni transienti radio di lungo periodo provengono da binarie. Ci auguriamo che questo motivi i radioastronomi a localizzare nuove classi di sorgenti che potrebbero derivare da binarie di stelle di neutroni o magnetar”.
La scoperta del sistema binario ILTJ1101 rappresenta un importante passo avanti nella ricerca sulle sorgenti radio di lungo periodo. Essa apre nuove prospettive per l’identificazione di altre sorgenti simili e per la comprensione dei meccanismi fisici che generano questo tipo di emissione.
Le future ricerche si concentreranno sull’osservazione di altri sistemi binari contenenti nane bianche e nane rosse, al fine di verificare se anche questi sistemi emettono un segnale radio ripetuto. L’obiettivo è quello di creare un catalogo completo delle sorgenti radio di lungo periodo e di comprendere appieno la loro natura e la loro origine. Inoltre, si cercherà di sviluppare modelli teorici più accurati per descrivere l’interazione dei campi magnetici nei sistemi binari e la generazione di emissioni radio.
La scoperta iniziale e le caratteristiche degli impulsi
La storia inizia nel 2024, quando de Ruiter, analizzando dati d’archivio raccolti dal Low Frequency Array (LOFAR), il più grande radiotelescopio operante alle frequenze più basse rilevabili dalla Terra, si è imbattuta in un segnale insolito. Questo segnale radio, presente nei dati dal 2015, si è rivelato essere un impulso ripetuto, con una durata che varia da pochi secondi a qualche minuto e una frequenza di ripetizione di circa due ore.
Questi impulsi presentano somiglianze con le “raffiche radio veloci” (FRB), ma differiscono per la loro durata più lunga e l’energia inferiore: “Gli impulsi radio sono molto simili agli FRB, ma hanno ciascuno lunghezze diverse“, ha affermato Kilpatrick: “Gli impulsi hanno energie molto più basse degli FRB e di solito durano diversi secondi, al contrario degli FRB, che durano millisecondi: “C’è ancora una questione importante da chiarire: esista un continuum di oggetti tra i transienti radio di lungo periodo e gli FRB, oppure si tratti di popolazioni distinte“.
Per svelare l’origine di questi segnali, il team ha condotto osservazioni di follow-up con l’Osservatorio Multiple Mirror Telescope (MMT) in Arizona e l’Osservatorio McDonald in Texas. Queste osservazioni hanno rivelato che la fonte del segnale radio è un sistema binario situato a circa 1.600 anni luce dalla Terra. Il sistema è composto da due stelle: una nana rossa e una nana bianca, che orbitano l’una attorno all’altra ogni 125,5 minuti.
Le osservazioni dettagliate con l’MMT hanno permesso di tracciare il movimento del sistema e di analizzare la luce della nana rossa. L’analisi spettroscopica ha rivelato che la nana rossa oscilla avanti e indietro con un periodo di due ore, corrispondente al periodo degli impulsi radio. Questa oscillazione è causata dall’attrazione gravitazionale della nana bianca, un residuo stellare denso e debole.
“In quasi tutti gli scenari, la sua massa e il fatto che sia troppo debole per essere vista significa che deve essere una nana bianca“, ha spiegato Kilpatrick: “Questo conferma l’ipotesi principale per l’origine binaria della nana bianca ed è la prima prova diretta che abbiamo per i sistemi progenitori del segnale radio di lungo periodo“.
Gli astronomi ora intendono studiare le emissioni ultraviolette ad alta energia del sistema per determinare la temperatura della nana bianca e ottenere ulteriori informazioni sulla dinamica del sistema binario. Questa ricerca potrebbe fornire nuove intuizioni sulla natura delle nane bianche e sui meccanismi che generano impulsi radio.
Un lavoro di squadra fondamentale
La scoperta di questo sistema binario è il risultato di una collaborazione tra esperti di diverse discipline astronomiche: “È stato particolarmente bello aggiungere nuovi pezzi al puzzle“, ha detto il team leader de Ruiter: “Abbiamo lavorato con esperti di tutti i tipi di discipline astronomiche. “Con tecniche e osservazioni diverse, ci siamo avvicinati un po’ di più alla soluzione passo dopo passo“. L’utilizzo di diversi telescopi e tecniche osservative è stato fondamentale per svelare la natura di questo misterioso segnale radio.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.
