Tre nuovi Frb, scoperti dal telescopio di Westerbork, hanno attraversato l’alone della vicina galassia del Triangolo. Gli elettroni invisibili di questa galassia hanno interagito con gli Frb, consentendo agli astronomi di stimare per la prima volta il numero massimo di atomi invisibili presenti nella galassia stessa. Crediti: Astron/Futselaar/van Leeuwen
I lampi radio veloci, in inglese fast radio burst (Frb), sono segnali radio ad alta energia che raggiungono la Terra partendo dagli angoli più remoti dell’universo, al di fuori della nostra galassia. Ad oggi il dibattito sulla loro origine è ancora aperto, ma gli astronomi pensano possa essere legata a corpi celesti estremi, come le stelle di neutroni, che possiedono densità e campi magnetici molto elevati. L’immensa energia di questi segnali li rende estremamente interessanti: analizzandoli, i ricercatori provano a comprendere non solo la loro origine, ma anche le proprietà fondamentali della materia che costituisce l’universo. Tuttavia, gli Frb, come dice anche il nome, sono caratterizzati da una durata molto breve, di pochi millisecondi. Per questa ragione, individuarli nella volta celeste è estremamente complicato. «Dato che non è possibile prevedere con certezza da dove gli Frb arrivano, osservare una larga porzione di cielo è un vantaggio per l’identificazione di questi fenomeni, ma senza alta risoluzione spaziale sarebbe impossibile dire da che direzione provengono», spiega a Media Inaf il ricercatore pescarese Alessio Sclocco, research software engineer presso il Netherlands eScience Center (Paesi Bassi), e autore principale di un nuovo software che in tempo reale individua i Frb tra i dati raccolti dai telescopi olandesi.
Ora, grazie a nuovi ricevitori e un nuovo supercomputer – Apertif Radio Transient System (Arts) – installati al Westerbork Synthesis Radio Telescope (Wsrt), radiotelescopio nei Paesi Bassi composto da 14 antenne paraboliche da 25 metri, sono stati rilevati cinque nuovi Frb con una risoluzione senza precedenti. La scoperta è riportata in un studio, guidato da Joeri van Leeuwen di Astron (Paesi Bassi), pubblicato questa settimana su Astronomy & Astrophysics. Tra i cinque Frb rilevati, tre hanno attraversato l’alone della vicina galassia del Triangolo, situata nel Gruppo Locale. Gli elettroni della galassia hanno deviato i segnali ricevuti dai radiotelescopi, permettendo ai ricercatori di determinarne per la prima volta il numero – e dunque di stimare il limite superiore per gli atomi, altrimenti invisibili, presenti in questa galassia.
«Osservare una buona parte del cielo ad alta risoluzione», dice Sclocco, «comporta un aumento sostanziale dei dati generati dal telescopio stesso. È stato quindi necessario sviluppare un programma che in tempo reale analizzasse tutti questi dati e identificasse possibili Frb da segnalare agli astronomi di turno. Salvare tutti i dati prodotti per analizzarli in seguito non sarebbe stato possibile, non ci sono dispositivi di storage abbastanza veloci da permetterlo. Il programma che abbiamo sviluppato, Amber, utilizza il processore delle schede grafiche per individuare gli Frb in pochi secondi dalla ricezione. La ricerca degli Frb è stata effettuata sul posto, costruendo un piccolo supercomputer composto da 40 nodi, ognuno equipaggiato con quattro schede grafiche, direttamente nell’osservatorio. In questo modo siamo riusciti a ottenere le prestazioni necessarie alla riuscita dell’esperimento, che infatti è andato a buon fine e ha prodotto notevoli risultati scientifici».
«L’aggiornamento dei ricevitori del radiotelescopio a Westerbork ha migliorato di molto la risoluzione dello strumento», continua Sclocco, «rendendo possibile osservare ad alta risoluzione una larga frazione di cielo». In precedenza, infatti, i radiotelescopi come quello di Westerbork rilevavano gli Frb come fanno gli occhi compositi delle mosche, che possono vedere in tutte le direzioni, ma in modo sfocato. Il nuovo aggiornamento è stato l’equivalente di incrociare gli occhi di una mosca con quelli di un’aquila: un miglioramento fondamentale, che permette un enorme passo avanti nell’individuazione e nello studio di questi fenomeni astrofisici.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “The Apertif Radio Transient System (ARTS): Design, Commissioning, Data Release, and Detection of the first 5 Fast Radio Bursts”, di Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, J. E. Hargreaves, Yogesh Maan, Inés Pastor-Marazuela, Emily Petroff, Daniel van der Schuur, Alessio Sclocco, Samayra M. Straal, Dany Vohl, Stefan J. Wijnholds, Elizabeth A. K. Adams, Björn Adebahr, Jisk Attema, Cees Bassa, Jeanette E. Bast, Anna Bilous, W. J. G. de Blok, Oliver M. Boersma, Wim A. van Cappellen, Arthur H. W. M. Coolen, Sieds Damstra, Helga Dénes, Ger N. J. van Diepen, David W. Gardenier, Yan G. Grange, André W. Gunst, Kelley M. Hess, Hanno Holties, Thijs van der Hulst, Boudewijn Hut, Alexander Kutkin, G. Marcel Loose, Danielle M. Lucero, Ágnes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morganti, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Menno J. Norden, Tom A. Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas J. C. Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting e Jacob Ziemke
Guarda l’animazione sul canale YouTube di Joeri van Leeuwen: