Uno dei fenomeni cosmici più misteriosi sono i lampi radio veloci. Questi sono segnali radio brevi, di diversi millisecondi di natura sconosciuta, risultanti dal rilascio di un'enorme quantità di energia. È passato più di un decennio dalla loro scoperta, ma gli astrofisici stanno ancora cercando di capire i meccanismi del loro verificarsi. I ricercatori citano stelle di neutroni, buchi neri e persino trasmettitori di civiltà aliene come possibili fonti.
Segnali misteriosi
Con i lampi radio veloci, viene rilasciata tanta energia in millisecondi quanta ne ha emessa il Sole in diverse decine di migliaia di anni. L'ipotesi principale è che siano causati da eventi catastrofici, come la fusione di due stelle di neutroni, un lampo dall'evaporazione di un buco nero o la trasformazione di una pulsar in un buco nero. Per molto tempo si è creduto che i lampi radio potessero verificarsi solo una volta, ma nel 2015 si è scoperto che il burst radio veloce registrato in precedenza FRB 121102 viene ripetuto in modo non periodico.
FRB 121102 si trova in una galassia nana a tre miliardi di anni luce dalla Terra e per diversi anni è rimasta l'unica fonte nota di esplosioni radio ricorrenti, nonostante accurate ricerche. Tuttavia, nel gennaio 2019, un articolo di scienziati della collaborazione canadese CHIME è apparso sulla rivista Nature, in cui è stato riferito che i segnali da un'altra fonte sono stati registrati nuovamente: 180814. J0422 + 73. Il radiotelescopio interferometrico CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) ha rilevato sei lampi radio veloci provenienti da una galassia distante 1,3 miliardi di anni luce.
I segnali nella loro struttura di frequenza e caratteristiche spettrali somigliavano ai segnali di FRB 121102, il che indica un meccanismo simile della loro formazione e la stessa natura della sorgente. La scoperta indica l'esistenza di un tipo separato di esplosioni radio veloci, la cui causa non può essere eventi catastrofici proprio a causa della loro ricorrenza.
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Galassia silenziosa
Nell'agosto 2019, un team internazionale di scienziati ha identificato per la prima volta la fonte di un singolo lampo radio veloce FRB 180924, che ha avuto origine in una galassia a quattro miliardi di anni luce di distanza.
Utilizzando il radiointerferometro ASKAP, situato in Australia, gli astronomi hanno determinato la posizione della sorgente FRB, quindi hanno calcolato la distanza da essa, analizzando i dati dei telescopi ottici terrestri Gemini, Keck e VLT. Si è scoperto che il bagliore radio si è verificato in una galassia enorme delle dimensioni della Via Lattea, a 13mila anni luce dal suo centro. Una caratteristica della galassia è l'assenza di processi per la nascita di nuove stelle.
Ciò contrasta con il segnale ripetitivo FRB 121102, che si trova nella regione di formazione stellare attiva. Pertanto, i burst radio veloci singoli e ripetuti dovrebbero avere origini diverse. Nel caso di FRB 121102, il segnale radio sembrava passare attraverso un potente campo magnetico attorno a una magnetar, un tipo speciale di stella di neutroni.
Presto, gli astronomi del California Institute of Technology negli Stati Uniti hanno riportato la scoperta di un altro lampo radio veloce FRB 190523, anch'esso avvenuto in un ambiente relativamente calmo, in una galassia analoga alla Via Lattea e distante 7,9 miliardi di anni luce dalla Terra.
Entrambe queste scoperte smentiscono che i lampi radio veloci possono verificarsi solo nelle giovani galassie nane che contengono un gran numero di magnetar.
Interferometro radio ASKAP.
Otto gemelli
Nell'agosto 2019, un articolo della collaborazione canadese CHIME è apparso nel repository di preprint di arXiv.org, che riportava il rilevamento di otto segnali radio ripetuti. Due sorgenti di segnali radio - FRB 180916 e FRB 181119 - hanno lampeggiato più di due volte (dieci e tre volte, rispettivamente), il resto ha inviato segnali radio ripetuti solo una volta, con la pausa più lunga tra la registrazione delle onde radio di 20 ore. Secondo i ricercatori, ciò potrebbe indicare che molti FRB sono effettivamente ripetitivi, ma alcuni sono più attivi di altri.
La maggior parte degli otto nuovi lampi radio veloci ha mostrato una diminuzione della frequenza del segnale con ogni raffica ripetuta, che può essere la chiave per comprendere il meccanismo che produce questi fenomeni. Inoltre, FRB 180916 ha i tassi di dispersione del segnale più bassi, indicando la relativa vicinanza della sorgente alla Terra. Potrebbe anche aiutare a determinare la natura del burst radio, hanno concluso i ricercatori.
Stelle dell'inferno
Alla fine dell'estate 2019, gli scienziati del National Center for Radioastrophysics in India hanno riferito che le magnetar sono ancora una delle fonti più probabili di esplosioni radio veloci (almeno quelle ripetitive).
L'anomala magnetar XTE J1810-197 è stata osservata con il Giant Metrewave Radio Telescope. Sono stati registrati impulsi di millisecondi di emissione radio, simili a lampi dalla ripetizione di FRB 180814. J0422 + 73.
Radiotelescopio gigante di Metrewave.
Questa magnetar si trova a 10mila anni luce dalla Terra. È stato scoperto nel 2003 e gradualmente ha smesso di emettere emissioni radio nel 2008. Tuttavia, nel 2018, si è verificato un nuovo focolaio, che ha iniziato gradualmente a svanire. È interessante notare che le magnetar di solito non emettono emissioni radio e XTE J1810-197 è stata la prima fonte di emissioni radio di questo tipo. La rarità di questo oggetto, così come le ripetitive esplosioni radio, ha portato gli scienziati a credere che entrambi i fenomeni possano essere correlati tra loro.
Buco rumoroso
Nel settembre 2019, gli astronomi cinesi hanno riferito di aver rilevato nuovi lampi radio ripetitivi veloci (FRB) da FRB 121102. I segnali sono stati rilevati con un radiotelescopio FAST da 500 metri con un ricevitore a 19 raggi nella provincia di Guizhou. Dalla fine di agosto a settembre, sono stati registrati più di 100 picchi, che è un numero record tra tutti gli FRB registrati.
A quel punto, gli scienziati iniziarono a supporre che FRB 121102 fosse un buco nero supermassiccio che supera la massa del Sole di 10-100 milioni di volte e genera un potente campo magnetico, e la fonte diretta dei bagliori potrebbe essere una stella di neutroni o plasma, che è influenzata dal buco. Un'altra possibile spiegazione è che FRB 121102 sia una plerione magnetizzata, una nebulosa alimentata dal vento stellare di una pulsar.
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Sebbene le esplosioni radio veloci rimangano un fenomeno inspiegabile fino ad ora, molti dati sono stati presentati alla comunità scientifica nel 2019 che avvicinano gli astronomi alla soluzione. Si è scoperto che gli FRB possono essere ripetuti e probabilmente lo fanno molto spesso. In questo caso, sono generati da oggetti piuttosto esotici come stelle di neutroni (pulsar e magnetar), situati in un mezzo interstellare adatto. I singoli scoppi si verificano in condizioni meno turbolente: galassie in cui la formazione stellare è molto lenta. Tali fenomeni, molto probabilmente, si verificano davvero a causa di processi catastrofici.
