I lampi radio veloci (FRB) sono proprio questo:enormi esplosioni di onde radio dallo spazio che durano solo una frazione di secondo. Ciò rende l'individuazione della loro fonte una grande sfida.

Il nostro team ha recentemente scoperto 20 nuovi FRB utilizzando l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder di CSIRO nell'entroterra dell'Australia occidentale, quasi raddoppiando il numero noto di FRB.

Nella ricerca di follow-up, pubblicato oggi su The Lettere per riviste astrofisiche , abbiamo preso uno di questi nuovi rilevamenti – noto come FRB 171020 (il giorno in cui le onde radio sono arrivate sulla Terra:20 ottobre, 2017) – e ha ristretto la posizione a una galassia vicina alla nostra.

Questo è l'FRB più vicino rilevato (finora), ma non sappiamo ancora cosa causi questi misteriosi lampi radio che possono contenere più energia di quella che il nostro Sole produce da decenni.

Onde nello spazio

Mentre le onde radio viaggiano attraverso l'universo, passano attraverso altre galassie e la nostra Via Lattea prima di arrivare ai nostri telescopi.

Le lunghezze d'onda radio più lunghe vengono rallentate più delle lunghezze d'onda più corte, il che significa che c'è un leggero ritardo nel tempo di arrivo di lunghezze d'onda più lunghe.

Questa differenza nei tempi di arrivo è chiamata misura di dispersione e indica la quantità di materia attraversata dall'emissione radio.

FRB 171020 ha la misura di dispersione più bassa di qualsiasi FRB rilevato fino ad oggi, il che significa che non ha viaggiato da metà dell'universo come la maggior parte degli altri FRB rilevati finora. Ciò significa che ha avuto origine da relativamente vicino (secondo gli standard astronomici).

Usando modelli della distribuzione della materia nell'universo possiamo porre un limite alla distanza percorsa dal segnale radio. Per questo particolare FRB, stimiamo che non possa aver avuto origine da più di un miliardo di anni luce di distanza, e probabilmente si è verificato molto più vicino. (La nostra galassia della Via Lattea è di circa 100, 000 anni luce di diametro.)

Questo limite di distanza, combinato con l'area del cielo da cui sappiamo provenga l'FRB (un'area di mezzo grado quadrato o circa due lune piene di diametro) restringe enormemente il volume di ricerca per cercare la galassia ospite.

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Una regione del cielo di queste dimensioni contiene tipicamente centinaia di galassie. Abbiamo usato giganteschi telescopi ottici in Cile, tra cui il Very Large Telescope e il Gemini South, opportunamente denominati, per ricavare le distanze di queste galassie misurando direttamente i loro spostamenti verso il rosso, o usando i loro colori ottici per stimare la loro distanza.

Questo ci ha permesso di ridurre drasticamente il numero di possibili galassie entro il limite di distanza a solo 16.

Di gran lunga il più vicino, e riteniamo che molto probabilmente ospiterà l'FRB, è una vicina galassia a spirale chiamata ESO 601-G036. Questo è a 120 milioni di anni luce di distanza, rendendo questo host FRB quasi il nostro vicino di casa.

Ciò che colpisce particolarmente di questa galassia è che condivide molte caratteristiche simili all'unica galassia nota per la produzione di FRB:FRB 121102.

Questo FRB è anche noto come FRB ripetuto per la sua proprietà, finora unica, di produrre raffiche multiple. Ciò ha aiutato gli astronomi a localizzarlo in una piccola galassia distante circa 3 miliardi di anni luce.

ESO 601-G036 è di dimensioni simili, e formando nuove stelle più o meno alla stessa velocità, come la galassia ospite della ripetizione FRB.

Ma c'è una caratteristica intrigante dell'FRB ripetuto che non vediamo in ESO 601-G036.

Altre emissioni

Oltre a ripetute raffiche di emissioni radio, l'FRB ripetitivo emette continuamente emissioni radio a bassa energia.

Utilizzando l'Australia Telescope Compact Array (ATCA) di CSIRO a Narrabri, NSW, abbiamo cercato questa emissione radio persistente in ESO 601-G036. Se fosse qualcosa come la galassia del ripetitore, dovrebbe contenere una sorgente radio incredibilmente luminosa. Non abbiamo visto niente.

Non solo abbiamo scoperto che l'ESO 601-G036 non ha alcuna emissione radio persistente, ma non ci sono altre galassie nel nostro volume di ricerca che mostrano proprietà simili a quelle viste nell'FRB ripetuto.

Ciò indica la possibilità che ci siano diversi tipi di raffiche radio veloci che possono anche avere origini diverse.

Trovare le galassie da cui provengono gli FRB è un grande passo avanti verso la soluzione del mistero di ciò che produce queste esplosioni estreme. La maggior parte degli FRB percorre distanze molto maggiori, quindi trovarne uno così vicino alla Terra ci consente di studiare gli ambienti degli FRB con dettagli senza precedenti.

A caccia di altro

Sfortunatamente, non possiamo dire con assoluta certezza che ESO 601-G036 sia la galassia da cui proveniva FRB 171020.

Il prossimo grande ostacolo nella comprensione delle cause degli FRB è individuarne altri. Se riusciamo a farlo, saremo in grado di capire non solo esattamente in quale galassia si è verificato un FRB, ma anche dove all'interno della galassia si è verificato.

Se gli FRB si verificano all'interno dei nuclei centrali delle galassie, questo potrebbe forse indicare i buchi neri come la loro fonte. O preferiscono le periferie delle galassie? O regioni in cui si sono recentemente formate molte nuove stelle? Ci sono ancora così tante incognite sugli FRB.

Diversi radiotelescopi in tutto il mondo stanno commissionando sistemi per individuare le esplosioni. Il nostro studio ha dimostrato che combinando le osservazioni dei telescopi radio e ottici saremo in grado di dipingere un quadro completo delle galassie ospiti di FRB, ed essere in grado di determinare finalmente cosa causa questi FRB.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.