I lampi radio veloci (FRB) rappresentano le esplosioni radio più intense dell'universo. Sin dalla prima scoperta nel 2007, gli FRB hanno raccolto un’attenzione significativa, culminata nel Premio Shaw in Astronomia del 2023. Con un'origine ancora sconosciuta, queste esplosioni cosmiche estreme sono tra i fenomeni più enigmatici dell'astronomia e della fisica.
La causalità impone che le sorgenti FRB debbano essere di dimensioni inferiori a c·dt, dove c è la velocità della luce e dt è la durata degli eventi. Per un tipico burst di 1 millisecondo, ciò implica una regione inferiore a 300 chilometri, il che implica che oggetti compatti come stelle di neutroni o buchi neri siano i motori degli FRB.
Una rotazione veloce è stata osservata nella maggior parte degli oggetti compatti, dando origine all'aspettativa di periodicità nella ripetizione delle raffiche di FRB. Tuttavia, le ricerche approfondite sulla periodicità su scale da millisecondo a secondo sono fallite, spingendo a una rivalutazione dei meccanismi di emissione di FRB.
Un team guidato dal professor Di Li degli Osservatori Astronomici Nazionali dell'Accademia Cinese delle Scienze ha introdotto un nuovo approccio per caratterizzare il comportamento degli FRB nello spazio delle fasi bivariato tempo-energia. Quantificando la casualità e il caos utilizzando rispettivamente l'"indice di Pincus" e l'"esponente di Lyapunov" generalizzati, riescono a collocare gli FRB nel contesto di altri eventi fisici comuni come pulsar, terremoti ed eruzioni solari.
Sia la casualità che il caos causano imprevedibilità, ma sono distinti. L'imprevedibilità di una sequenza casuale rimane costante nel tempo:immagina che lanci i dadi, il risultato di ogni lancio non ha alcun collegamento con quello precedente. Nei sistemi caotici, l’imprevedibilità aumenta esponenzialmente nel tempo. Ad esempio, chiunque può prevedere il tempo nei prossimi secondi guardando in alto e intorno, ma è ancora difficile per l'umanità prevedere con precisione il tempo a lungo termine.
Il team ha scoperto che gli FRB vagano nello spazio delle fasi energia-tempo, con un livello di caos inferiore ma un grado di casualità più elevato rispetto a quelli dei terremoti e dei brillamenti solari. La marcata casualità delle emissioni di FRB suggerisce una combinazione di molteplici meccanismi o luoghi di emissione. Questo studio stabilisce un nuovo quadro di quantificazione degli FRB e ci avvicina finalmente alla rivelazione dell'origine di queste violente esplosioni cosmiche.
La ricerca è pubblicata sulla rivista Science Bulletin .
Ulteriori informazioni: Yong-Kun Zhang et al, Il tempo di arrivo e l'energia degli FRB attraversano lo spazio bivariato tempo-energia come un movimento browniano, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2024.02.010
Fornito da Science China Press
