Spazio

Fast radio burst: nuove ipotesi sull'origine dei lampi radio veloci

C'è una nuova spiegazione per il fenomeno delle emissioni radio rapide e ad altissima energia che ogni tanto capita di captare da una qualche regione dello Spazio.

I fast radio burst (FRB, lampo radio veloce) sono fenomeni astrofisici di alta energia che si manifestano attraverso impulsi radio transitori, molto brevi, della durata di millesimi di secondo o meno, e possono "arrivare" senza alcun preavviso da qualunque punto dello Spazio senza più ripetersi.

Sono queste caratteristiche che li rendono misteriosi, intriganti e terribilmente difficili da intercettare - semplicemente perché potremmo non vederli: non abbiamo modo di tenere sotto controllo ogni segmento di Spazio attorno alla Terra. Per fortuna c'è però un'eccezione: FRB 121102, l'unica sorgente di FRB, tra le 25 finora intercettate, che si ripete nel tempo.

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FRB 121102 è una sorgente di FRB che fa eccezione: di tanto in tanto si fa risentire.

FRB 121102, in una galassia a 3 miliardi di anni luce da noi, è un'occasione più unica che rara per chi studia il fenomeno nella speranza di capire da che cosa nasce l'impulso radio ed è il "sorvegliato speciale" del radiotelescopio di Arecibo (Porto Rico). Questa costante sorveglianza ha avuto ricadute interessanti e inaspettate.

Quanto ha raccolto la potente antenna, i cui dati sono poi stati confermati dal radiotelescopio di Green Bank, ha permesso a un gruppo internazionale di radioastronomi di fare nuove ipotesi su ciò che causa l'emissione radio, molto più concrete delle precedenti - basate su deduzioni teoriche. A capo del team, Daniele Michilli, astrofisico all'istituto di radioastronomia olandese Astron e all'Università di Amsterdam.

Finora si riteneva che il fenomeno fosse originato da un magnetar, ossia una stella di neutroni immersa in un campo magnetico molto intenso. Secondo il nuovo studio il segnale proviene invece da una stella di neutroni in orbita attorno a un buco nero supermassiccio. Si tratta di una "configurazione" mai riscontrata prima d'ora e, se confermata, spiegherebbe la ripetitività dei lampi radio di FRB 121102.

Visione artistica di un magnetar. Vedi il vagito del magnetar è un lunghissimo lampo gamma. © NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State Univ.

Come ci siamo arrivati? Le "firme" dell'ambiente d'origine dei lampi radio prodotti da FRB 121102 che hanno attirato l'attenzione di Michilli e colleghi sono essenzialmente due. La prima è la loro durata brevissima, meno di un millisecondo. «Uno dei risultati del nostro studio», spiega, «è che abbiamo trovato il burst più corto mai osservato, appena qualche decina di microsecondi - ossia milionesimi di secondo. Per generare un segnale radio così breve, la sorgente deve essere estremamente piccola, con una regione d'emissione di circa 10 chilometri: questo ci porta appunto a una stella di neutroni.»

La seconda caratteristica peculiare è quella che in inglese viene chiamata twisting: una sorta di "attorcigliamento" impresso sulla polarizzazione del segnale da un fenomeno noto come rotazione di Faraday, che si verifica quando un'onda radio attraversa plasma altamente magnetizzato, ed è questo che permette di costruire lo scenario (da verificare, lo abbiamo detto) di una stella di neutroni in orbita attorno a un buco nero.

16 gennaio 2018 Luigi Bignami
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