Un radio burst appena scoperto con un ciclo di quasi un’ora, presenta un intrigante puzzle celeste. Presentando tre diversi stati di emissione, questo oggetto potrebbe essere generato da una stella di neutroni a lenta rotazione o da una nana bianca unica, spingendo i confini delle nostre attuali conoscenze astronomiche.
Quando gli astronomi puntano i radiotelescopi nello spazio, ogni tanto rileviamo brevi raffiche di onde radio provenienti da parti distanti dell’universo. Queste raffiche, chiamate “fast radio burst”, possono comportarsi in modi diversi: alcune emergono solo una volta e non tornano mai più, mentre altre lampeggiano a intervalli regolari.
Si ritiene che la maggior parte dei fast radio burst provengano da stelle di neutroni rotanti, note come pulsar. Queste stelle emettono impulsi costanti di onde radio, come fari cosmici, che ruotano a velocità sorprendenti, con ogni rotazione che dura solo pochi secondi o addirittura frazioni di secondo.
Alla scoperta di un fenomeno cosmico unico
Di recente, tuttavia, abbiamo scoperto un radio burst diverso da qualsiasi cosa vista prima. Questo segnale segue un ciclo lungo quasi un’ora, il più lungo mai registrato. In varie osservazioni, a volte produceva lunghi lampi luminosi, altre volte impulsi deboli e rapidi e, occasionalmente, nessun segnale.
Non comprendiamo ancora appieno cosa sta succedendo, ma la fonte è probabilmente una stella di neutroni molto insolita. Tuttavia, restano possibili altre spiegazioni. Le scoperte sono state pubblicate su Nature Astronomy .
Una scoperta senza precedenti nella radioastronomia
Ecco ASKAP J1935+2148 (i numeri nel nome indicano la sua posizione nel cielo). Questo radio burst periodico è stato scoperto utilizzando il radiotelescopio ASKAP del CSIRO nel Wajarri Yamaji Country nell’outback dell’Australia Occidentale.
Il telescopio ha un campo visivo molto ampio, il che significa che può esaminare grandi volumi di cielo molto rapidamente. Ciò lo rende particolarmente adatto per rilevare fenomeni nuovi ed esotici.
Utilizzando ASKAP, gli astronomi stavano monitorando simultaneamente una fonte di raggi gamma e cercando impulsi da un lampo radio veloce, quando hanno individuato ASKAP J1935+2148 che lampeggiava lentamente nei dati. Il segnale è saltato fuori perché era composto da onde radio “polarizzate circolarmente“, il che significa che la direzione delle onde si avvita mentre il segnale viaggia nello spazio.
I nostri occhi non riescono a distinguere tra luce polarizzata circolarmente e luce non polarizzata ordinaria. Tuttavia, ASKAP funziona come un paio di occhiali da sole polaroid, filtrando il riverbero di migliaia di fonti ordinarie.
Dopo la rilevazione iniziale, sono state condotte ulteriori osservazioni per diversi mesi utilizzando l’ASKAP e anche il più sensibile radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica.
Progressi osservativi e misteri svelati
ASKAP J1935+2148 appartiene alla classe relativamente nuova di transienti radio a lungo periodo. Ne sono stati trovati solo altri due, e il periodo di 53,8 minuti di ASKAP J1935+2148 è di gran lunga il più lungo.
Tuttavia, il periodo eccezionalmente lungo è solo l’inizio. Gli astronomi hanno potuto individuare in ASKAP J1935+2148 tre stati o modalità distinti.
Nel primo stato, emette impulsi luminosi, polarizzati linearmente (piuttosto che circolarmente) che durano da 10 a 50 secondi. Nel secondo stato, ci sono impulsi molto più deboli, polarizzati circolarmente, che durano solo circa 370 millisecondi. Il terzo stato è uno stato tranquillo o spento, senza impulsi.
Queste diverse modalità e il passaggio dall’una all’altra potrebbero derivare dall’interazione di complessi campi magnetici e flussi di plasma provenienti dalla sorgente stessa con forti campi magnetici nello spazio circostante.
Modelli simili sono stati osservati nelle stelle di neutroni, ma le nostre attuali conoscenze su di esse suggeriscono che non dovrebbero avere un periodo così lungo.
Speculazioni sui comportamenti celesti
L’origine di un segnale con un periodo così lungo rimane un profondo mistero, con una stella di neutroni a rotazione lenta come principale sospettata. Tuttavia, non possiamo escludere la possibilità che l’oggetto sia una nana bianca, quanto resta di una stella bruciata che ha esaurito il suo combustibile.
Le nane bianche hanno spesso periodi di rotazione lenti, ma non conosciamo alcun modo in cui si possano produrre i segnali radio che vediamo qui. Inoltre, non ci sono altre nane bianche altamente magnetiche nelle vicinanze, il che rende più plausibile la spiegazione della stella di neutroni.
Una spiegazione potrebbe essere che l’oggetto faccia parte di un sistema binario in cui una stella di neutroni o una nana bianca orbita attorno a un’altra stella invisibile.
Questo oggetto potrebbe spingerci a riconsiderare la nostra decennale comprensione delle stelle di neutroni o nane bianche, in particolare nel modo in cui emettono onde radio e come sono le loro popolazioni all’interno della nostra galassia. Saranno necessarie ulteriori ricerche per confermare di cosa si tratta, ma entrambi gli scenari fornirebbero preziose intuizioni sulla fisica di questi oggetti estremi.
Il futuro dell’esplorazione cosmica
Non sappiamo da quanto tempo ASKAP J1935+2148 emette segnali radio, poiché le indagini radioastronomiche di solito non cercano oggetti con periodi così lunghi. Inoltre, le emissioni radio da questa sorgente vengono rilevate solo per un misero 0,01% – 1,5% del suo periodo di rotazione, a seconda del suo stato di emissione.
Quindi siamo stati molto fortunati ad aver avvistato ASKAP J1935+2148. È molto probabile che ci siano molti altri oggetti simili altrove nella nostra galassia, in attesa di essere scoperti.
