Risolto il mistero del segnale radio rilevato a 200 milioni di anni luce dalla Terra

Gli astronomi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) sono riusciti per la prima volta a individuare l’origine di uno dei misteriosi segnali radio noti come Fast Radio Burst, o FRB, i lampi radio veloci provenienti dallo spazio profondo. Il segnale, denominato FRB 20221022A, perché identificato per la prima volta il 22 ottobre 2022, era stato rilevato in una galassia a circa 200 milioni di anni luce di distanza dalla Terra grazie al Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), la rete di quattro grandi radiotelescopi situati nella Columbia Britannica, in Canada.

Questo segnale periodico, della durata di circa 2 millisecondi, trasportava una quantità di energia sufficiente ad oscurare brevemente tutto ciò che si trovava nelle vicinanze, ma il luogo esatto della sua origine e il modo esatto in cui veniva emesso hanno lasciato perplessi gli astronomi fin dalla scoperta. “Alcuni modelli prevedono che i lampi radio veloci provengano dalla magnetosfera turbolenta che circonda immediatamente un oggetto compatto, mentre altri indicano che abbiano origini molto più lontane, come parte di un’onda d’urto che si propaga lontano dall’oggetto centrale” ha premesso il team che, per distinguere tra i due scenari e determinare l’origine di FRB 20221022A ha sfruttato il fenomeno della “scintillazione”, l'effetto che si verifica quando la luce proveniente da una piccola sorgente luminosa come una stella, filtra attraverso un mezzo, come il gas di una galassia.

“Quando la luce della stella filtra attraverso il gas, si piega in modi che la fanno apparire, a un osservatore distante, come se la stella stesse scintillando – hanno spiegato gli astronomi -. Più un oggetto è piccolo o lontano, più scintilla, al contrario di quanto accade quando gli oggetti sono più grandi o più vicini, come i pianeti nel nostro sistema solare, la cui luce subisce una minore curvatura, per cui non sembrano scintillare”.

Da dove arriva il segnale radio FRB 20221022A

Esaminando i dati del segnale FRB 20221022A, gli astronomi avevano già scoperto che il lampo radio veloce aveva una specifica proprietà: la sua luce era altamente polarizzata, con l’angolo di polarizzazione che tracciava una curva a forma di S, suggerendo che il sito di emissione fosse nelle immediate vicinanze di una stella di neutroni.

Come dettagliato in un nuovo studio appena pubblicato su Nature, questa ipotesi è stata confermata dalla scintillazione, che ha mostrato la presenza di rapidi cambiamenti nella luminosità dell’FRB. Tali variazioni si verificano quando la luce filtra attraverso il gas di una galassia, per cui il team ha determinato dove potesse trovarsi questo mezzo, osservando che il gas all’interno della una galassia distante 200 milioni di anni luce dalla Terra era responsabile di parte della scintillazione riscontrata nell’FRB .

“Questo gas ha agito come una lente naturale, consentendoci di ingrandire il sito dell’FRB e determinare che il lampo radio ha avuto origine da una regione estremamente piccola, stimata in circa 10.000 chilometri di larghezza – ha affermato Kenzie Nimmo del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT e autrice principale dello studio – . Ciò significa che il lampo radio deve aver avuto origine nelle immediate vicinanze della sua sorgente, piuttosto che molto più lontano, come invece previsto da alcuni modelli”.

Secondo il team, il segnale radio FR 20221022A arriverebbe da una regione estremamente vicina a una stella di neutroni rotante, distante al massimo 10.000 chilometri dalla stella. “È meno della distanza che separa New York da Singapore – hanno evidenziato gli studiosi – . Una così piccola distanza significa che l’FRB è probabilmente emerso dalla magnetosfera della stella di neutroni, una regione altamente magnetica che circonda immediatamente la stella ultracompatta”.

Le scoperte del team forniscono la prima prova conclusiva che i lampi radio veloci possono avere origine nella magnetosfera, l’ambiente altamente magnetico che circonda immediatamente un oggetto estremamente compatto.

“Intorno a queste stelle di neutroni altamente magnetiche, note anche come magnetar, gli atomi non possono esistere: verrebbero semplicemente fatti a pezzi dai campi magnetici – ha aggiunto Kiyoshi Masui, professore associato di Fisica al MIT e coautore della pubblicazione – . La cosa entusiasmante qui è che abbiamo scoperto che l’energia immagazzinata in quei campi magnetici, vicino alla sorgente, si sta torcendo e riconfigurando in modo tale da poter essere rilasciata come onde radio che possiamo rilevare”.