Quando esplode una radio veloce, o FRB, sono stati individuati per la prima volta nel 2001, gli astronomi non avevano mai visto niente di simile prima. Da allora, gli astronomi hanno trovato un paio di dozzine di FRB, ma ancora non sanno cosa causi queste rapide e potenti esplosioni di emissioni radio.

Per la prima volta, due astronomi dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) hanno stimato quanti FRB dovrebbero verificarsi sull'intero universo osservabile. Il loro lavoro indica che almeno un FRB sta esplodendo da qualche parte ogni secondo.

"Se abbiamo ragione su un tasso così alto di FRB che si verificano in un dato momento, puoi immaginare che il cielo sia pieno di flash come paparazzi che fotografano una celebrità, " ha detto Anastasia Fialkov del CfA, che ha condotto lo studio. "Invece della luce che possiamo vedere con i nostri occhi, questi lampi arrivano in onde radio."

Per fare la loro stima, Fialkov e il coautore Avi Loeb presumevano che FRB 121102, un lampo radio veloce situato in una galassia a circa 3 miliardi di anni luce di distanza, è rappresentativo di tutti gli FRB. Poiché questo FRB ha prodotto raffiche ripetute dalla sua scoperta nel 2002, gli astronomi sono stati in grado di studiarlo in modo molto più dettagliato rispetto ad altri FRB. Utilizzando tali informazioni, hanno proiettato quanti FRB sarebbero esistiti in tutto il cielo.

"Nel tempo che impieghi a bere una tazza di caffè, centinaia di FRB potrebbero essere esplosi da qualche parte nell'Universo, " disse Avi Loeb. "Se riusciamo a studiarne anche solo una frazione abbastanza bene, dovremmo essere in grado di svelare la loro origine."

Mentre la loro esatta natura è ancora sconosciuta, la maggior parte degli scienziati pensa che gli FRB abbiano origine in galassie distanti miliardi di anni luce. Un'idea guida è che gli FRB sono i sottoprodotti di giovani, stelle di neutroni in rapida rotazione con campi magnetici straordinariamente forti.

Fialkov e Loeb sottolineano che gli FRB possono essere utilizzati per studiare la struttura e l'evoluzione dell'Universo, indipendentemente dal fatto che la loro origine sia pienamente compresa o meno. Una vasta popolazione di FRB lontani potrebbe fungere da sonde di materiale su distanze gigantesche. Questo materiale interposto offusca il segnale dal fondo cosmico a microonde (CMB), la radiazione residua del Big Bang. Uno studio attento di questo materiale intermedio dovrebbe fornire una migliore comprensione dei costituenti cosmici di base, quali gli importi relativi di materia ordinaria, materia oscura ed energia oscura, che influenzano la velocità di espansione dell'universo.

Gli FRB possono anche essere usati per tracciare ciò che ha rotto la "nebbia" di atomi di idrogeno che ha pervaso l'universo primordiale in elettroni e protoni liberi, quando le temperature si sono abbassate dopo il Big Bang. Si pensa generalmente che la luce ultravioletta (UV) delle prime stelle si sia spostata verso l'esterno per ionizzare il gas idrogeno, schiarendo la nebbia e permettendo a questa luce UV di fuoriuscire. Lo studio di FRB molto distanti consentirà agli scienziati di studiare dove, quando e come si è verificato questo processo di "reionizzazione".

"Gli FRB sono come torce incredibilmente potenti che pensiamo possano penetrare questa nebbia ed essere visti a grandi distanze, " disse Fialkov. "Questo potrebbe permetterci di studiare l' 'alba' dell'universo in un modo nuovo."

Gli autori hanno anche esaminato il successo dei nuovi radiotelescopi, sia quelli già in funzione che quelli pianificati per il futuro, nella scoperta di un gran numero di FRB. Per esempio, lo Square Kilometer Array (SKA) attualmente in fase di sviluppo sarà un potente strumento per rilevare gli FRB. Il nuovo studio suggerisce che su tutto il cielo lo SKA potrebbe essere in grado di rilevare più di un FRB al minuto che ha origine dal momento in cui si è verificata la reionizzazione.

L'esperimento canadese di mappatura dell'intensità dell'idrogeno (CHIME), che di recente ha iniziato ad operare, sarà anche una potente macchina per rilevare FRB, sebbene la sua capacità di rilevare i burst dipenda dal loro spettro, cioè come l'intensità delle onde radio dipende dalla lunghezza d'onda. Se lo spettro di FRB 121102 è tipico, CHIME potrebbe avere difficoltà a rilevare gli FRB. Però, per diversi tipi di spettri CHIME avrà successo.

Il documento di Fialkov e Loeb che descrive questi risultati è stato pubblicato il 10 settembre, numero 2017 di The Lettere per riviste astrofisiche , ed è disponibile online.