Lampi radio veloci, o FRB:potenti, Le onde radio della durata di millisecondi provenienti dallo spazio profondo al di fuori della Via Lattea sono state tra i fenomeni astronomici più misteriosi mai osservati. Da quando gli FRB sono stati scoperti per la prima volta nel 2007, astronomi di tutto il mondo hanno utilizzato i radiotelescopi per tracciare le esplosioni e cercare indizi su da dove provengono e come vengono prodotte.

L'astrofisico dell'UNLV Bing Zhang e collaboratori internazionali hanno recentemente osservato alcune di queste misteriose fonti, che ha portato a una serie di scoperte rivoluzionarie riportate sulla rivista Nature che potrebbero finalmente far luce sul meccanismo fisico degli FRB.

La prima carta, per il quale Zhang è un autore corrispondente e uno dei principali teorici, è stato pubblicato nel numero del 28 ottobre di Natura .

"Ci sono due domande principali sull'origine degli FRB, "disse Zhang, il cui team ha effettuato l'osservazione utilizzando il telescopio sferico ad apertura di cinquecento metri (FAST) a Guizhou, Cina. "Il primo è quali sono i motori degli FRB e il secondo è qual è il meccanismo per produrre gli FRB. Abbiamo trovato la risposta alla seconda domanda in questo documento".

Sono state proposte due teorie concorrenti per interpretare il meccanismo degli FRB. Una teoria è che sono simili ai lampi di raggi gamma (GRB), le esplosioni più potenti dell'universo. L'altra teoria li paragona più a radio pulsar, che sono stelle di neutroni rotanti che emettono brillanti, impulsi radio coerenti. I modelli tipo GRB prevedono un angolo di polarizzazione non variabile all'interno di ogni burst, mentre i modelli tipo pulsar prevedono variazioni dell'angolo di polarizzazione.

Il team ha utilizzato FAST per osservare una sorgente FRB ripetuta e ha scoperto 11 esplosioni da essa. Sorprendentemente, sette degli 11 burst luminosi hanno mostrato diverse oscillazioni dell'angolo di polarizzazione durante ogni burst. Gli angoli di polarizzazione non solo variavano in ogni burst, anche i modelli di variazione erano diversi tra le raffiche.

"Le nostre osservazioni essenzialmente escludono i modelli simili a GRB e offrono supporto ai modelli simili a pulsar, " ha detto K.-J. Lee del Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Università di Pechino, e corrispondente autore dell'articolo.

Altri quattro articoli sugli FRB sono stati pubblicati su Nature il 4 novembre. Questi includono numerosi articoli di ricerca pubblicati dal team FAST guidato da Zhang e dai collaboratori degli Osservatori Astronomici Nazionali della Cina e dell'Università di Pechino. Anche i ricercatori affiliati al Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) e al gruppo Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) hanno collaborato alle pubblicazioni.

"Proprio come il primo documento ha avanzato la nostra comprensione del meccanismo alla base degli FRB, questi documenti hanno risolto la sfida della loro misteriosa origine, " ha spiegato Zhang.

I magnetar sono incredibilmente densi, stelle di neutroni delle dimensioni di una città che possiedono i campi magnetici più potenti dell'universo. I magnetar occasionalmente producono brevi lampi di raggi X o di raggi gamma molli attraverso la dissipazione di campi magnetici, quindi sono stati a lungo ipotizzati come fonti plausibili per alimentare gli FRB durante le esplosioni ad alta energia.

La prima prova conclusiva di ciò è arrivata il 28 aprile, 2020, quando un lampo radio estremamente luminoso è stato rilevato da una magnetar situata proprio nel nostro cortile, a una distanza di circa 30, 000 anni luce dalla Terra nella Via Lattea. Come previsto, l'FRB è stato associato a un lampo di raggi X luminosi.

"Ora sappiamo che gli oggetti più magnetizzati dell'universo, le cosiddette magnetar, può produrre almeno alcuni o forse tutti gli FRB nell'universo, " disse Zhang.

L'evento è stato rilevato da CHIME e STARE2, due array di telescopi con molti piccoli radiotelescopi adatti a rilevare eventi luminosi da una vasta area del cielo.

Il team di Zhang ha utilizzato FAST per osservare la sorgente di magnetar per un po' di tempo. Sfortunatamente, quando si è verificato il FRB, FAST non stava guardando la fonte. Ciò nonostante, FAST ha fatto alcune interessanti scoperte di "non rilevamento" e le ha riportate in uno dei 4 novembre Natura articoli. Durante la campagna osservativa FAST, c'erano altri 29 lampi di raggi X emessi dalla magnetar. Però, nessuna di queste raffiche era accompagnata da una raffica radio.

"Le nostre non rilevazioni e le rilevazioni dei team CHIME e STARE2 delineano un quadro completo delle associazioni FRB-magnetar, " disse Zhang.

Per mettere tutto in prospettiva, Zhang ha anche lavorato con Nature per pubblicare una recensione di un solo autore delle varie scoperte e delle loro implicazioni per il campo dell'astronomia.

"Grazie alle recenti scoperte osservative, le teorie FRB possono finalmente essere riviste criticamente, " ha detto Zhang. "I meccanismi di produzione di FRB sono notevolmente ridotti. Ancora, restano molte domande aperte. Questo sarà un campo entusiasmante negli anni a venire".