Le esplosioni radio veloci (FRB) sono esplosioni cosmiche lunghe un millisecondo che producono ciascuna l'energia equivalente alla produzione annua del sole. Più di 15 anni dopo la scoperta degli impulsi nello spazio profondo delle onde radio elettromagnetiche, la loro natura sconcertante continua a sorprendere gli scienziati e la ricerca appena pubblicata non fa che approfondire il mistero che li circonda.

Nel numero del 21 settembre della rivista Natura , nuove osservazioni inaspettate da una serie di lampi radio cosmici veloci da parte di un team internazionale di scienziati, incluso l'astrofisico dell'UNLV Bing Zhang, mettono in discussione la comprensione prevalente della natura fisica e del motore centrale degli FRB.

Le osservazioni cosmiche dell'FRB sono state effettuate nella tarda primavera del 2021 utilizzando il massiccio telescopio radio sferico ad apertura di cinquecento metri (FAST) in Cina. Il team, guidato da Heng Xu, Kejia Lee, Subo Dong dell'Università di Pechino e Weiwei Zhu dei National Astronomical Observatories of China, insieme a Zhang, ha rilevato 1.863 lampi in 82 ore in 54 giorni da una sorgente di burst radio veloce attiva chiamata FRB 20201124A.

"Questo è il più grande campione di dati FRB con informazioni sulla polarizzazione da un'unica fonte", ha affermato Lee.

Recenti osservazioni di un'esplosione radio veloce dalla nostra galassia della Via Lattea suggeriscono che abbia avuto origine da una magnetar, che è una stella di neutroni densa delle dimensioni di una città con un campo magnetico incredibilmente potente. L'origine dei lampi radio cosmologici veloci molto distanti, d'altra parte, rimane sconosciuta. E le ultime osservazioni lasciano gli scienziati in discussione ciò che pensavano di sapere su di loro.

"Queste osservazioni ci hanno riportato al tavolo da disegno", ha detto Zhang, che è anche direttore fondatore del Nevada Center for Astrophysics dell'UNLV. "È chiaro che gli FRB sono più misteriosi di quello che abbiamo immaginato. Sono necessarie più campagne di osservazione a più lunghezze d'onda per svelare ulteriormente la natura di questi oggetti".

Ciò che rende le ultime osservazioni sorprendenti per gli scienziati sono le variazioni irregolari e di breve durata della cosiddetta "misura di rotazione di Faraday", che è l'intensità del campo magnetico e la densità delle particelle in prossimità della sorgente FRB. Le variazioni sono aumentate e diminuite durante i primi 36 giorni di osservazione e si sono fermate improvvisamente negli ultimi 18 giorni prima che la sorgente si estinguesse.

"Lo paragonerei a girare un film sui dintorni di una sorgente FRB, e il nostro film ha rivelato un ambiente magnetizzato complesso, in evoluzione dinamica che non era mai stato immaginato prima", ha detto Zhang. "Un ambiente del genere non è previsto per una magnetar isolata. Qualcos'altro potrebbe essere nelle vicinanze del motore FRB, forse un compagno binario", ha aggiunto Zhang.

Per osservare la galassia ospite dell'FRB, il team ha anche utilizzato i telescopi Keck da 10 metri situati a Mauna Kea alle Hawaii. Zhang dice che si ritiene che le giovani magnetar risiedano in regioni attive di formazione stellare di una galassia di formazione stellare, ma l'immagine ottica della galassia ospite mostra che, inaspettatamente, la galassia ospite è una galassia a spirale barrata ricca di metalli come la nostra Via Lattea . La posizione dell'FRB si trova in una regione in cui non vi è alcuna attività significativa di formazione stellare.

"Questa posizione non è coerente con un giovane motore centrale magnetar formato durante un'esplosione estrema come un lungo lampo di raggi gamma o una supernova superluminosa, progenitori ampiamente ipotizzati di motori FRB attivi", ha affermato Dong.

Lo studio, "A fast radio burst source at a complex magnetized site in a barred galaxy", è apparso il 21 settembre sulla rivista Nature e comprende 74 coautori di 30 istituzioni. Oltre all'UNLV, alla Peking University e ai National Astronomical Observatories of China, le istituzioni che collaborano includono anche Purple Mountain Observatory, Yunnan University, UC Berkeley, Caltech, Princeton University, University of Hawaii e altre istituzioni dalla Cina, dagli Stati Uniti, dall'Australia, Germania e Israele. + Esplora ulteriormente

Gli astronomi scoprono indizi che svelano il mistero delle esplosioni radio veloci