Il 28 aprile 2020 due radiotelescopi hanno rilevato un intenso impulso di onde radio. È durato solo un millisecondo ma, per gli astronomi, è stato un evento molto importante: era la prima volta che un lampo radio veloce (FRB) veniva rilevato così vicino alla Terra.
Localizzato a soli 30.000 anni luce dal nostro pianeta, l’evento è avvenuto all’interno della Via Lattea ed è stato quasi impossibile non osservarlo. Il Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) e il Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) non hanno avuto alcun problema rilevarlo. “CHIME non era nemmeno rivolto nella giusta direzione e lo abbiamo osservato molto bene nella nostra visione periferica,” ha affermato Kiyoshi Masui, del Massachusetts Institute of Technology. “Anche STARE2 l’ha osservato, ed è solo un insieme di poche antenne radio“.
Fino a quel momento, tutti gli FRB erano stati osservati al di fuori della nostra galassia, “a miliardi di anni luce di distanza, molto più difficili da studiare“, ha spiegato Pragya Chawla della McGill University in Canada. La scoperta di aprile 2020 si è distinta anche per essere stata l’esplosione radio più energica che gli astronomi abbiano mai registrato nella Via Lattea, ma ciò che l’ha resa più emozionante è che gli scienziati sono più vicini ora a determinare l’origine degli FRB che in qualsiasi altro momento da quando sono stati scoperti per la prima volta.
È accaduto nel 2007, quando Duncan Lorimer e David Narkevic stavano studiando i dati raccolti dalla parabola radio di Parkes in Australia. La scoperta di un FRB così vicino è stata la svolta che gli astronomi hanno sempre desiderato. “Possiamo imparare di più da una fonte a 30.000 anni luce di distanza rispetto a una a un miliardo o più di anni luce,” ha affermato Masui. “Finalmente abbiamo una fonte vicina da studiare“.
Uno dei maggiori problemi con il rilevamento degli FRB – a parte il fatto che la maggior parte di essi sono molto lontani – è che sono estremamente fugaci. Scompaiono in un batter d’occhio nonostante siano 100 milioni di volte più potenti del Sole: possono rilasciare tanta energia in pochi millesimi di secondo quanto il Sole in 100 anni. In genere, gli astronomi scoprono un oggetto e mettono a fuoco uno o più telescopi diversi su di esso, ma la natura effimera di queste esplosioni esclude tale possibilità.
Nonostante queste sfide, gli astronomi sono riusciti ad accumulare dati e informazioni sugli FRB, la maggior parte dei quali basati su dozzine di eventi registrati al di fuori della nostra galassia. Per cominciare, sappiamo che sono lampi luminosi di luce radio che durano da microsecondi a millisecondi. “Le ricerche in tutto il cielo suggeriscono anche che migliaia di queste esplosioni si verificano nel cielo ogni giorno,” ha aggiunto Chawla.
Sappiamo anche che la maggior parte di questi proviene da miliardi di anni luce di distanza.
Mentre sono state proposte dozzine di modelli per spiegare le origini degli FRB – con progenitori che vanno dalle stelle di neutroni alle nane bianche alle stringhe cosmiche – qualche teoria è considerata prevalente? “Sappiamo che provengono da fonti molto piccole, non più grandi di poche centinaia di km,” ha detto Masui. “Le fonti più probabili sono le stelle di neutroni dato che sono molto piccole e molto energetiche“.
L’FRB scoperto nella Via Lattea sta ora aiutando gli astronomi a consolidare tali teorie ed è diventato una sorta di svolta per gli scienziati che indagano su cosa li sta causando.
Grazie a intense indagini cosmiche che coinvolgono i dati di altri telescopi che monitorano la stessa porzione di cielo, le prove osservative suggeriscono ora che l’origine degli FRB sia molto probabilmente una magnetar, un tipo di giovane stella di neutroni nata dalle ceneri delle supernove con un campo magnetico 5000 trilioni di volte più potente di quello terrestre, cosa che le rende i magneti più potenti dell’universo.
Come si è giunti a questa conclusione? Per spiegarlo, dobbiamo considerare il lavoro svolto nello studio degli FRB in relazione alle magnetar, che sono note per emettere radiazioni elettromagnetiche ad alta energia, in particolare raggi gamma e raggi X. Entrambi risultano in brillamenti di breve durata e si è ipotizzato che le onde radio potrebbero essere emesse in un tale processo che identificherebbe le magnetar come fonte di FRB.
Quando questo ultimo FRB – noto come FRB 200428 – è stato scoperto nella nostra galassia, si è scoperto che ha avuto origine nella costellazione della Volpetta, localizzata proprio dove si trova la magnetar galattica SGR 1935+2154. È stato anche accompagnato da un’esplosione di raggi X che ha ulteriormente entusiasmato gli astronomi.
La prima rilevazione di raggi X da quella regione del cielo è avvenuta il giorno prima che CHIME e STARE2 scoprissero FRB 200428. Il Neil Gehrels Swift Observatory e il Fermi Gamma-ray Space Telescope hanno rilevato più lampi di raggi X e gamma provenienti da SGR 1935+ 2154, noto per la manifestazione di pulsazioni radio transitorie.
È stato scoperto che anche altri telescopi hanno osservato un lampo di raggi X da SGR 1935+2154, contemporaneamente al lampo radio veloce. Questi includevano il rilevatore Konus-Wind a bordo della navicella spaziale GGS-Wind della NASA e il telescopio spaziale INTEGRAL dell’Agenzia spaziale europea, che hanno entrambi rilevato un lampo di raggi X nel momento in cui CHIME e STARE2 hanno registrato l’FRB.
Gli astronomi continueranno anche a indagare su come le emissioni di raggi X e queste esplosioni luminose di energia possano verificarsi contemporaneamente. “Se tutti gli FRB siano creati o meno attraverso lo stesso meccanismo è una questione in sospeso, ed è oggetto di un ampio dibattito tra gli astronomi,” ha detto Masui. Detto questo, proseguono quindi le indagini degli scienziati per svelare il mistero dei lampi radio veloci.
