Stefano Sergente
Gli astronomi hanno rilevato dei lampi radio veloci (in inglese “Fast Radio Burst”, i cosidetti FRB) più brevi di sempre: il più rapido è durato appena cinque microsecondi, mille volte meno del tempo impiegato da un tipico FRB.
Cos’è un lampo radio veloce? Risponderemo a questa e altre domande nei paragrafi che trovate qui sotto!
I misteriosi “lampi radio veloci”
I lampi radio veloci, conosciuti anche come FRB (Fast Radio Burst), sono misteriose e intense esplosioni di onde radio provenienti dall’esterno della galassia, si tratta di un fenomeno astrofisico che si manifesta come un impulso radio transitorio della durata di pochi millisecondi. Nonostante oltre 10.000 FRB raggiungono la Terra ogni giorno, sin da quando sono stati scoperti per la prima volta nel 2007, non è ancora chiaro cosa produca queste “esplosioni”.
Quasi tutti i lampi radio identificati hanno avuto origine al di fuori della nostra galassia, la Via Lattea, questo fino all’aprile 2020, quando è stato rilevato il primo FRB galattico, denominato FRB 20200428: questo lampo radio veloce è stato prodotto dalla magnetar SGR J1935+2154, una stella di neutroni densa e grande come una città con un campo magnetico incredibilmente potente, miliardi di volte più forte di quello terrestre.
FRB e Magnetar
Il decadimento di queste stelle magnetiche genera intense ed abbondanti emissioni elettromagnetiche, in particolare raggi X, raggi gamma e, molto raramente, anche radiofrequenze. Gli impulsi radio sono esplosioni elettromagnetiche cosmiche, simili agli FRB, che solitamente non vengono emesse dalle magnetar, ma da altre stelle formate da neutroni rotanti note come pulsar.
Secondo l’astrofisico dell’UNLV Bing Zhang, direttore del Nevada Center for Astrophysics, la maggior parte delle magnetar non emette impulsi radio per la maggior parte del tempo, probabilmente a causa dei loro campi magnetici estremamente forti. Ma, come nel caso di SGR J1935+2154, alcune di esse possono generare temporaneamente delle pulsar.
Come abbiamo detto, in genere un lampo radio veloce dura una povera manciata di millisecondi, ma nel 2022 l’astronomo Kenzie Nimmo e i suoi colleghi, che all’epoca lavoravano presso l’Istituto olandese di radioastronomia (ASTRON), hanno registrato dei lampi radio veloci che si manifestano in tempi ancora più brevi.
La scoperta è avvenuta all’interno di una sorgente nota come FRB 20200120E e ha portato gli astronomi a chiedersi se sia possibile che esistano FRB che possano durare così poco. “Nonostante la durata temporale sia drasticamente inferiore, questi ultra FRB assomigliano molto ai lampi più ampi“, ha dichiarato a Physics World l’astronomo Mark Snelders, autore principale di ASTRON e collaboratore dell’Università di Amsterdam. “Abbiamo scoperto che molte proprietà sono le stesse”.
Come si generano i lampi radio veloci?
Per trovare una risposta a questa domanda, il team olandese e statunitense ha esaminato minuziosamente le osservazioni esistenti della sorgente FRB 20121102A, effettuate dal Green Bank Telescope in West Virginia, che dispone di una delle antenne paraboliche orientabili più grandi al mondo: parliamo di circa 110 metri di diametro. Grazie a queste ricerche, il team ha registrato 19 nuovi lampi, otto dei quali estremamente brevi e indipendenti, della durata compresa tra 5 e 15 microsecondi.
“La scoperta supporrebbe una regione di emissione vicina alla magnetosfera di una magnetar o al getto di un buco nero, piuttosto che un luogo esterno, come una scossa”, ha dichiarato a Physics World il teorico Brian Metzger della Columbia University, che non ha partecipato allo studio.
Tuttavia, come sottolinea Metzger, è possibile che questa particolare struttura temporale dei lampi veloci sia un effetto provocato dall’ambiente circostante, anziché una proprietà intrinseca della sua sorgente. L’FRB 20121102A si trova in una nebulosa densa e magnetizzata e di recente è stato dimostrato che la propagazione di un’onda FRB attraverso questa regione potrebbe influenzare i lampi veloci, che diventano esplosioni “simili a frittelle” che si manifestano in pochi microsecondi.
“Credo che la giuria non sia ancora in grado di stabilire dove abbia origine l’emissione di FRB e cosa questo implichi per il motore centrale”
Aggiunge Metzger. Detto questo, la scoperta ci suggerisce comunque qualcosa: probabilmente i lampi radio veloci che colpiscono la Terra sono molti più di 10.000, questo perché in precedenza questi lampi non sono stati cercati adeguatamente a causa delle enormi risorse computazionali necessarie. L’astronomo Mark Snelder è “convinto che ci sfugga una frazione significativa di tutti gli FRB che colpiscono la Terra”.