Poco più di un decennio fa, due astronomi hanno scoperto misteriose esplosioni di onde radio che sembrano avvenire in tutto il cielo, spesso eclissando tutte le stelle di una galassia. Da allora, lo studio di questi lampi radio veloci, o FRB, è decollato, e mentre ancora non sappiamo cosa siano esattamente o cosa li causi, gli scienziati ora si stanno avvicinando ad alcune risposte.

Gli FRB sono stati rilevati per la prima volta nel 2007 dagli astronomi Duncan Lorimer e David Narkevic. Durante l'utilizzo dell'Osservatorio Parkes in Australia, il duo è rimasto sbalordito nel vedere un lampo incredibilmente luminoso di onde radio provenienti dallo spazio. Questo strano evento è stato chiamato scoppio di Lorimer.

Da allora, sono state annunciate circa 100 scoperte di FRB. Siamo stati in grado di individuare la posizione di alcune in altre galassie - nessuna sembra aver luogo all'interno della Via Lattea - così come vederne alcune in tempo reale e persino assistere a FRB che si ripetono. Nonostante le numerose osservazioni e l'abbondanza di dati, siamo ancora incapaci di spiegare esattamente cosa siano.

"Non capita spesso in astrofisica che ci sia un nuovo fenomeno che davvero non capiamo e abbiamo l'opportunità di imparare qualcosa di veramente nuovo, ' ha detto il dottor Jason Hessels dell'Università di Amsterdam nei Paesi Bassi.

Radiotelescopi

Il Dr. Hessels ha coordinato un progetto chiamato DRAGNET, che si è svolto dal 2014 al 2018 e ha cercato di osservare e studiare più FRB. Ha usato radiotelescopi in tutto il mondo, incluso il Low-Frequency Array, o telescopio LOFAR, nei Paesi Bassi, a caccia di stelle esotiche e FRB. Al momento della proposta del progetto nel 2012, però, la gente non era nemmeno certa che gli FRB fossero reali.

Ancora, nel 2015 il progetto ha fatto una svolta fondamentale. Ha scoperto che un FRB noto in un'altra galassia, soprannominato FRB 121102, si stava ripetendo. Questa scoperta ha permesso agli astronomi di capire da dove provenisse l'FRB, una debole galassia nana a 3 miliardi di anni luce dalla Terra. Da allora abbiamo trovato una seconda raffica ripetuta, ma fino a quel primo, tutti gli FRB erano stati eventi singoli.

'Questo è stato un enorme scrigno di informazioni, ' ha detto il dottor Hessels, riferendosi a FRB 121102. 'Abbiamo rilevato centinaia di esplosioni da esso.'

Ogni flash dura solo un millisecondo o giù di lì, ma può emettere più energia di 500 milioni di soli. Come tale, FRB 121102 è chiaramente visibile sullo sfondo di una galassia, specialmente uno debole come questo. Anche a così grande distanza, ed essendo stato prodotto prima che iniziasse la vita multicellulare sulla Terra, il flash è abbastanza intenso da permetterci di misurare oggi.

Quando gli FRB furono scoperti per la prima volta, si pensava che potessero essere causati da eventi catastrofici come le stelle di neutroni - i nuclei rimanenti di stelle giganti collassate - o la fusione di buchi neri. Il fatto che alcuni FRB ripetano, però, suggerisce che potrebbe non essere il caso, anche se potrebbero esserci più tipi di FRB.

Terremoti di stelle

La nostra migliore spiegazione finora è che sono causati da magnetar, stelle di neutroni che hanno campi magnetici incredibilmente forti. Si pensa che queste stelle abbiano energia sufficiente per produrre i lampi luminosi associati agli FRB, sperimentando "terremoti stellari" mentre il campo magnetico squarcia la crosta della stella, rilasciando un'enorme quantità di energia (sebbene recenti risultati pubblicati il ​​27 giugno suggeriscano una possibile origine alternativa sconosciuta per alcuni FRB).

"Quell'energia rilasciata potrebbe colpire tutto il materiale che circonda la magnetar, e questo provoca uno shock e può accelerare le particelle che producono onde radio e un lampo radio come osserviamo, ' ha detto il dottor Hessels.

Per rispondere meglio a questa domanda, il progetto MeerTRAP in corso sta cercando di trovare più FRB, che potrebbe avvicinarci a una risposta. Il progetto utilizza la schiera di radiotelescopi MeerKAT in Sud Africa per cercare gli impulsi delle onde radio nel cielo. Durante le osservazioni astronomiche standard dell'array, il team di MeerTRAP si affida a bordo per ottenere i dati, circa 10 gigabyte al secondo, per cercare gli FRB.

'Prendiamo solo i dati da dove hanno scelto di puntare, ' ha detto il dottor Benjamin Stappers dell'Università di Manchester, UK, e il coordinatore del progetto per MeerTRAP. "Non importa dove punta il telescopio, perché dovrebbero essere uniformi in tutto il cielo.'

Il progetto non ha ancora iniziato a cercare FRB, ma prevede di iniziare a farlo a luglio 2019. Il team MeerTRAP spera di trovare da due a cinque FRB a settimana, con la possibilità di ricercare sia FRB che si verificano una sola volta che ripetitivi, poiché i telescopi torneranno nella stessa parte del cielo in occasioni regolari.

Origine

Tutti questi dati dovrebbero aiutarci a capire meglio l'origine degli FRB. 'Un modo per capire qual è la causa di loro, è capire dove accadono in una galassia, e in quali tipi di galassie accadono, ' ha detto il dottor Stappers.

Gli astronomi vogliono anche capire quanti tipi di FRB ci sono. Finora, sappiamo che alcuni si ripetono e altri no, ma quante ripetizioni sono ancora sconosciute. Potrebbe essere che questi due tipi si formino in modi diversi, quindi trovarne di più potrebbe aiutarci a rispondere meglio a questa domanda.

"C'è anche la probabilità che gli FRB passino anche attraverso le regioni esterne di altre galassie che si trovano lungo la linea di vista, ' ha detto il dottor Stappers. 'Quindi puoi usarli come accendere una torcia e vedere cosa succede alla luce mentre passa attraverso quelle altre galassie. Puoi imparare qualcosa sulla natura di quelle galassie che intervengono.'

Il progetto MeerTRAP cercherà anche stelle di neutroni in rapida rotazione, chiamate pulsar, per testare meglio le nostre teorie sulla gravità. Se viene trovata una pulsar in orbita attorno a un'altra stella o addirittura a un buco nero, il cambiamento nella sua rotazione potrebbe dirci di più su come funziona la gravità all'estremità estrema della fisica.

Sono FRB, però, che stanno facendo notizia in questo momento. Con sempre più scoperte in arrivo, speriamo di avere presto una risposta su alcuni dei loro misteri.

'Il campo sta davvero esplodendo, ' ha detto il dottor Hessels, notando che potremmo conoscerne più di 1, 000 entro la fine dell'anno. "Probabilmente nei prossimi anni avremo una buona idea di cosa li stia causando."