Impressione artistica di un Fast Radio Burst in arrivo sulla Terra. Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino
Uno studio pubblicato oggi sulla rivista Astronomy & Astrophysics getta nuova luce sui misteriosi lampi radio veloci (Frb, dall’inglese Fast Radio Burst), impulsi brevissimi di onde radio – durano all’incirca un millesimo di secondo – che hanno origine a distanze di miliardi di anni luce dalla Terra. Sono sorgenti molto potenti, ma rilevate finora – nonostante innumerevoli sforzi – solo nella banda delle radio frequenze. La loro durata e la loro potenza suggeriscono che siano prodotti da qualche fenomeno esplosivo probabilmente originato da stelle compatte, come le stelle di neutroni. Non ci sono ancora prove concrete di questa teoria, ma il recente lavoro guidato da Nicola Locatelli, dottorando dell’Università di Bologna e associato presso l’Inaf di Bologna, e da Michele Ronchi, neolaureato dell’Università di Milano Bicocca e associato presso l’Inaf di Brera, potrebbe portare alla soluzione del mistero.
«La situazione somiglia a quella vissuta negli anni ‘90, quando nessuno sapeva cosa fossero i lampi di luce gamma, della durata di qualche secondo», ricorda Giancarlo Ghirlanda, ricercatore dell’Inaf di Brera e coautore dell’articolo. Poi venne il satellite BeppoSax, che permise di misurare la direzione di provenienza dei raggi gamma con un errore sufficientemente piccolo da poter identificare la loro controparte nella luce visibile. E dopo qualche anno si scoprì che corrispondevano o alla morte violenta di una stella di grande massa, con la nascita di un buco nero, oppure alla fusione di due stelle di neutroni. «Adesso, con gli Frb, c’è lo stesso fascino del mistero», aggiunge Gabriele Ghisellini, ricercatore esperto di gamma ray burst dell’Inaf di Brera e anch’egli fra i coautori dell’articolo.
Qui si inserisce il lavoro del team guidato da Locatelli. «L’idea di partenza è stata: se i Frb sono prodotti da stelle di neutroni, dovrebbero essere distribuiti nell’universo come le stelle», dice lo scienziato a Media Inaf.
«Per testare questa nostra idea abbiamo usato due cataloghi di Frb rivelati da due radiotelescopi diversi, entrambi in Australia. La tecnica di analisi», spiega Ronchi, «si basa su un metodo inventato addirittura negli anni ‘60 per studiare come erano distribuiti i quasar». Il metodo al quale fa riferimento Ronchi si chiama “V/Vmax”: anzitutto si calcola la distanza del fast radio burst, poi si calcola la distanza massima a cui poteva essere rivelato con il radiotelescopio che l’ha effettivamente scoperto. «A queste due distanze”, continua Locatelli, «corrispondono i due volumi V e Vmax: se ne fa il rapporto, e si ripete la procedura per tutte le sorgenti. Se le sorgenti fossero distribuite uniformemente nell’universo, la media di tutti i rapporti sarebbe 0,5».
In realtà, le stelle hanno attraversato la cosiddetta fase di baby boom circa 10 miliardi di anni fa, quindi non sono distribuite in maniera omogenea: ce ne sono di più nel passato. Questo porterebbe a un valore di V/Vmax leggermente più alto: 0,55. Ma per i fast radio burst le medie ottenuti dai ricercatori sono abbastanza sorprendenti: per un campione che raccoglie le sorgenti che si trovano in media a una distanza di 5 miliardi di anni luce, il valore è molto grande: quasi 0,7. Mentre per il campione di Frb che si trovano in media a una distanza di 9 miliardi di anni luce il valore è 0,53.
Gli esperti sono convinti che nelle vicinanze della Via Lattea i fast radio burst siano pochi, ma il numero cresce rapidamente man mano che la distanza aumenta: il picco si raggiunge alla distanza di circa 7 miliardi di anni luce e poi ricominciano a essere più rari. Per capire se siamo davvero di fronte a una nuova classe di sorgenti radio bisogna attendere nuovi dati: lo studio di Locatelli e colleghi si è potuto per ora avvalere di 43 Frb soltanto, ma il radiotelescopio canadese Chime promette di scoprirne centinaia ogni anno.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “The luminosity–volume test for cosmological Fast Radio Bursts”, di Nicola Locatelli, Michele Ronchi, Giancarlo Ghirlanda e Gabriele Ghisellini