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    Raffica radio veloce individuata in una galassia lontana

    Osservatorio radiofonico della valle di Owens. Credito:Caltech/OVRO/Gregg Hallinan

    I lampi radio veloci (FRB) sono tra gli eventi più enigmatici e potenti del cosmo. Finora sono stati osservati circa 80 di questi eventi, esplosioni di onde radio della durata di millisecondi intensamente luminose provenienti da oltre la nostra galassia, ma le loro cause rimangono sconosciute.

    In una rara impresa, i ricercatori dell'Owens Valley Radio Observatory (OVRO) di Caltech hanno ora catturato una nuova esplosione, chiamato FRB 190523, e, insieme all'Osservatorio W. M. Keck alle Hawaii, hanno individuato le sue origini in una galassia distante 7,9 miliardi di anni luce. Identificare le galassie da cui eruttano questi lampi radio è un passo fondamentale verso la soluzione del mistero di ciò che li innesca.

    Un articolo sulla scoperta appare online il 2 luglio in Natura .

    Prima di questa nuova scoperta, solo un altro scoppio, chiamato FRB 121102, era stato localizzato in una galassia ospite. FRB 121102 è stato segnalato nel 2014 e successivamente, nel 2017, è stato individuato in una galassia situata a 3 miliardi di anni luce di distanza. Recentemente, un secondo FRB localizzato è stato annunciato il 27 giugno, 2019. Chiamato FRB 180924, questa esplosione è stata scoperta da un team utilizzando l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder e rintracciata in una galassia a circa 4 miliardi di anni luce di distanza.

    FRB 121102 è stato più facile da trovare perché continua a scoppiare ogni poche settimane. La maggior parte degli FRB, tuttavia, compresi i reperti australiani e OVRO, si spegne solo una volta, rendendo più difficile il compito di trovare le loro galassie ospiti.

    "Trovare le posizioni degli FRB una tantum è impegnativo perché richiede un radiotelescopio in grado sia di scoprire questi eventi estremamente brevi che di localizzarli con il potere risolutivo di una parabola radio larga un miglio, "dice Vikram Ravi, un nuovo assistente professore di astronomia al Caltech che lavora con i radiotelescopi dell'OVRO, che si trova ad est delle montagne della Sierra Nevada in California.

    "In OVRO, abbiamo costruito una nuova serie di dieci parabole da 4,5 metri che agiscono collettivamente come un'antenna larga un miglio per coprire un'area del cielo delle dimensioni di 150 lune piene, " dice. "Per fare questo, un potente sistema digitale acquisisce ed elabora una quantità di dati equivalente a un DVD ogni secondo."

    Il nuovo strumento OVRO si chiama Deep Synoptic Array-10, con il "10" riferito al numero di piatti. Questo array funge da trampolino di lancio per il pianificato Deep Synoptic Array (DSA), finanziato dalla National Science Foundation (NSF), quale, una volta completato entro il 2021, alla fine consisterà in 110 parabole radiofoniche.

    Il prototipo di dieci antenne Deep Synoptic Array (DSA-10) cerca lampi radio veloci all'interno di un'area del cielo delle dimensioni di 150 lune piene (a sinistra). All'interno di questa zona, il DSA-10 può localizzare queste raffiche con un immenso potere risolutivo, isolandoli in regioni contenenti una sola galassia (al centro). Questa impresa è stata ottenuta per il lampo radio veloce chiamato FRB 190523, rilevato da DSA-10 il 23 maggio, 2019. Il pannello di destra mostra il profilo temporale del burst sopra il suo spettro radio. Credito:Caltech/OVRO/V. Ravi

    "Il DSA dovrebbe scoprire e localizzare più di 100 FRB all'anno, "dice Richard Barvainis, direttore del programma presso la NSF per il programma di innovazioni di media scala, che sta finanziando la costruzione del DSA. "Gli astronomi inseguono gli FRB da un decennio ormai, e finalmente stiamo disegnando un tallone su di loro con nuovi strumenti come DSA-10 e, infine, il DSA completo. Ora abbiamo la possibilità di capire cosa potrebbero essere questi oggetti esotici".

    Le nuove osservazioni mostrano che la galassia ospite di FRB 190523 è simile alla nostra Via Lattea. Questa è una sorpresa perché l'FRB 121102 precedentemente localizzato proviene da una galassia nana che sta formando stelle più di cento volte più velocemente della Via Lattea.

    "Questa scoperta ci dice che ogni galassia, anche una galassia ordinaria come la nostra Via Lattea, può generare un FRB, "dice Ravi.

    La scoperta suggerisce anche che una teoria leader per ciò che causa gli FRB - l'eruzione di plasma da giovani, stelle di neutroni altamente magnetiche, o magnetar, potrebbe essere necessario ripensarci.

    "La teoria secondo cui gli FRB provengono da magnetar è stata sviluppata in parte perché il precedente FRB 121102 proveniva da un ambiente di formazione stellare attivo, dove si possono formare giovani magnetar nelle supernove di stelle massicce, " dice Ravi. "Ma la galassia ospite di FRB 190523 è più dolce in confronto. "

    In definitiva, per risolvere il mistero degli FRB, gli astronomi sperano di scoprire altri esempi delle loro galassie ospiti.

    "Con il Deep Synoptic Array completo, troveremo e localizzeremo FRB ogni pochi giorni, "dice Gregg Hallinan, il direttore dell'OVRO e un professore di astronomia al Caltech. "Questo è un momento emozionante per le scoperte di FRB".

    I ricercatori dicono anche che gli FRB possono essere usati per studiare la quantità e la distribuzione della materia nel nostro universo, che ci dirà di più sugli ambienti in cui si formano ed evolvono le galassie. Mentre le onde radio degli FRB si dirigono verso la Terra, la materia interposta fa sì che alcune lunghezze d'onda viaggino più velocemente di altre; le lunghezze d'onda si disperdono nello stesso modo in cui un prisma diffonde la luce in un arcobaleno. La quantità di dispersione dice agli astronomi esattamente quanta materia c'è tra le sorgenti FRB e la Terra.

    "La maggior parte della materia nell'universo è diffusa, piccante, e al di fuori delle galassie, " dice Ravi. "Questo stato della materia, anche se non e' buio, ' è difficile da osservare direttamente. Però, i suoi effetti sono chiaramente impressi su ogni FRB, compreso quello che abbiamo rilevato a così grande distanza."


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