Collegando due dei più grandi radiotelescopi del mondo, gli astronomi hanno scoperto che dopotutto un semplice vento binario non può causare la sconcertante periodicità di un lampo radio veloce. Le esplosioni possono provenire da un materiale altamente magnetizzato, stella di neutroni isolata. I rilevamenti radio mostrano anche che lampi radio veloci, alcuni degli eventi più energetici dell'universo, sono privi di materiale di rivestimento. Questa trasparenza aumenta ulteriormente la loro importanza per la cosmologia. I risultati vengono visualizzati in Natura questa settimana.

Colori della radio

L'uso di "colori radio" ha portato alla svolta. Alla luce ottica, i colori sono il modo in cui l'occhio distingue ciascuna lunghezza d'onda. Il nostro arcobaleno va dalla luce ottica blu a lunghezza d'onda più corta, alla luce ottica rossa di lunghezza d'onda maggiore. Ma la radiazione elettromagnetica che l'occhio umano non può vedere, perché la lunghezza d'onda è troppo lunga o troppo corta, è ugualmente reale. Gli astronomi chiamano questa "luce ultravioletta" o "luce radio". La radio-luce estende l'arcobaleno oltre il bordo rosso che vediamo. Anche lo stesso arcobaleno radiofonico passa da "più blu, " radio a lunghezza d'onda corta a radio a lunghezza d'onda lunga "più rossa". Le lunghezze d'onda radio sono un milione di volte più lunghe delle lunghezze d'onda del blu ottico e del rosso, ma fondamentalmente sono solo "colori":colori radio.

Il team di astronomi ha ora studiato un lampo radio veloce a due lunghezze d'onda radio:una più blu, uno molto più rosso, allo stesso tempo. i lampi radio veloci sono alcuni dei lampi più luminosi nel cielo radiofonico, ma emettono al di fuori della nostra visione umana. Durano solo circa 1/1000 di secondo. L'energia richiesta per formare raffiche radio veloci deve essere estremamente elevata. Ancora, la loro esatta natura è sconosciuta. Alcuni lampi radio veloci si ripetono, e nel caso di FRB 20180916B, quella ripetizione è periodica. Questa periodicità ha portato a una serie di modelli in cui i lampi radio veloci provengono da una coppia di stelle in orbita reciproca. L'orbita binaria e il vento stellare creano quindi la periodicità. "Ci si aspettava che i forti venti stellari dal compagno della sorgente di raffiche radio veloci lasciassero la maggior parte del blu, luce radio a lunghezza d'onda corta fuoriesce dal sistema. Ma la radio a lunga lunghezza d'onda più rossa dovrebbe essere bloccata di più, o anche completamente, " dice Inés Pastor-Marazuela (Università di Amsterdam e ASTRON), il primo autore della pubblicazione.

Combinando Westerbork e LOFAR

Per testare questo modello, il team di astronomi ha combinato il LOFAR e ha rinnovato i telescopi Westerbork. Potrebbero quindi studiare simultaneamente FRB 20180916B a due colori radio. Westerbork guardò la lunghezza d'onda più blu di 21 centimetri, LOFAR osservò il molto più rosso, Lunghezza d'onda di 3 metri. Entrambi i telescopi hanno registrato filmati radiofonici con migliaia di fotogrammi al secondo. Un supercomputer ad apprendimento automatico molto veloce ha rilevato rapidamente i burst. "Una volta analizzati i dati, e confrontato i due colori della radio, siamo rimasti molto sorpresi, " dice Pastor-Marazuela. "I modelli di vento binario esistenti prevedevano che le esplosioni avrebbero dovuto brillare solo in blu, o almeno durare molto più a lungo lì. Ma abbiamo visto due giorni più blu, esplosioni radiofoniche, seguiti da tre giorni di raffiche radiofoniche più rosse. Ora escludiamo i modelli originali, deve succedere qualcos'altro".

I rilevamenti di raffiche radio veloci sono stati i primi in assoluto con LOFAR. Nessuno era stato visto a lunghezze d'onda superiori a 1 metro fino ad allora. Il Dr. Yogesh Maan di ASTRON ha posato per la prima volta gli occhi sui lampi LOFAR:"È stato emozionante scoprire che i lampi radio veloci brillano a lunghezze d'onda così lunghe. Dopo aver esaminato immense quantità di dati, Ho avuto difficoltà a crederci all'inizio, anche se il rilevamento è stato convincente. Prossimamente, sono arrivate ancora più raffiche." Questa scoperta è importante perché significa più rossa, l'emissione radio a lunga lunghezza d'onda può sfuggire all'ambiente intorno alla sorgente del lampo radio veloce. "Il fatto che alcuni lampi radio veloci vivano in ambienti puliti, relativamente non oscurato da una densa nebbia di elettroni nella galassia ospite, è molto eccitante, ", afferma il co-autore Dr. Liam Connor (U. Amsterdam/ASTRON). "Tali lampi radio veloci ci permetteranno di dare la caccia alla sfuggente materia barionica che rimane dispersa nell'universo".

Magnetar

Il telescopio LOFAR e il sistema Apertif su Westerbork sono entrambi formidabili di per sé, ma le scoperte sono state possibili perché il team ha collegato direttamente i due, come se fossero uno. "Abbiamo costruito un sistema di apprendimento automatico in tempo reale su Westerbork che avvisava LOFAR ogni volta che arrivava un burst, " afferma il ricercatore principale Dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON/U. Amsterdam), "Ma non sono state osservate raffiche di LOFAR simultanee. In primo luogo, pensavamo che una foschia attorno ai lampi radio veloci stesse bloccando tutti i lampi più rossi, ma sorprendentemente, una volta cessate le esplosioni più blu, dopotutto apparvero esplosioni più rosse. È stato allora che ci siamo resi conto che i semplici modelli binari del vento erano esclusi. le raffiche radio veloci sono nude, e potrebbe essere fatto da magnetar."

Tali magnetar sono stelle di neutroni, di una densità molto più alta del piombo, che sono anche altamente magnetici. I loro campi magnetici sono molte volte più forti del magnete più potente in qualsiasi laboratorio terrestre. "Un isolato, il magnetar che ruota lentamente spiega meglio il comportamento che abbiamo scoperto, "dice Pastor-Marazuela. "Ci si sente molto come essere un detective:le nostre osservazioni hanno considerevolmente ristretto il campo su quali modelli di burst radio veloci possono funzionare".