Il Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (Fast) in Guizhou, China. Crediti: Bojun Wang, Jinchen Jiang e Qisheng Cui
A più di 15 anni dalla scoperta del primo lampo radio veloce (Frb, dall’inglese fast radio burst), gli astronomi di tutto il mondo stanno continuando a setacciare l’universo per capire come e perché si formano. Quasi tutti gli Frb identificati a oggi hanno avuto origine nello spazio profondo, al di fuori della nostra galassia. Questo fino al 28 aprile 2020, quando è stato rilevato il primo lampo radio veloce galattico, denominato Frb 20200428, generato dalla magnetar Sgr J1935+2154, una stella di neutroni nella nostra galassia con un campo magnetico cento volte più intenso di quello delle normali pulsar.
Questa rivoluzionaria scoperta ha portato a credere che anche gli Frb a distanze cosmologiche, al di fuori della nostra galassia, possano essere prodotti da magnetar. Tuttavia, la pistola fumante per un tale scenario, un periodo di rotazione dovuto alla rotazione della magnetar, non è ancora stata trovata. Ora, una nuova ricerca su Sgr J1935+2154 fa luce su questa curiosa discrepanza.
Nel numero del 28 luglio della rivista Science Advances, un team internazionale di scienziati riferisce sul monitoraggio continuo di Sgr J1935+2154 successivamente al lampo radio veloce dell’aprile 2020 e sulla scoperta di un altro fenomeno cosmologico, cinque mesi dopo, noto come fase pulsar radio.
Utilizzando Fast, il radiotelescopio cinese più grande del mondo, gli astronomi hanno osservato che Frb 20200428 e la successiva fase pulsar radio hanno avuto origine da diverse regioni all’interno della magnetar, il che suggerisce origini diverse.
«Fast ha rilevato 795 impulsi dalla sorgente in 16,5 ore in 13 giorni», afferma Weiwei Zhu del National Astronomical Observatory of China (Naoc), primo autore dell’articolo. «Questi impulsi mostrano proprietà osservative diverse dai lampi osservati dalla sorgente».
Questa dicotomia nelle modalità di emissione aiuta gli astronomi a capire come – e dove – si verificano i lampi radio veloci e i fenomeni correlati all’interno della nostra galassia, e forse anche quelli a distanze cosmologiche.
Gli impulsi radio sono esplosioni elettromagnetiche simili agli Frb ma con una luminosità di circa 10 ordini di grandezza inferiore, che tipicamente si osservano nelle pulsar. Secondo Bing Zhang della University of Nevada, Las Vegas, la maggior parte delle magnetar non emette impulsi radio per la maggior parte del tempo, probabilmente a causa dei campi magnetici estremamente forti. Ma, come nel caso di Sgr J1935+2154, alcune di esse diventano temporaneamente pulsar radio dopo alcune attività esplosive.
Un altro tratto che differenzia i lampi radio dagli impulsi sono le loro “fasi” di emissione, vale a dire la finestra temporale in cui avviene l’emissione radio. «Come gli impulsi nelle pulsar radio, gli impulsi magnetar vengono emessi all’interno di una finestra temporale ristretta all’interno del periodo», spiega Zhang. «È il noto effetto faro, ossia il fascio di emissione spazza la linea di vista una volta per periodo e solo durante un breve intervallo di tempo in ciascun periodo. Si può così osservare l’emissione radio pulsata».
Zhang riporta che nel lampo radio veloce dell’aprile 2020, e in molti successivi, sono stati emessi burst meno energetici in momenti del tutto casuali, al di fuori della finestra degli impulsi nella fase pulsar. «Questo suggerisce fortemente che gli impulsi e i burst provengano da posizioni diverse all’interno della magnetosfera della magnetar, indicando possibili meccanismi di emissione diversi tra impulsi e lampi», afferma il ricercatore.
Un’osservazione così dettagliata di una sorgente Frb galattica aiuta a far luce anche sui lampi radio veloci a distanze cosmologiche. Molte sorgenti di Frb cosmologici si ripetono. Da alcune di queste, Fast ha rilevato migliaia di burst ripetuti. Sebbene in passato siano state effettuate ricerche approfondite sulla periodicità a livello di secondi utilizzando questi lampi radio, finora non è stato scoperto alcun periodo.
Secondo Zhang, questo mette in dubbio l’idea oggi diffusa che gli Frb ripetuti siano alimentati da magnetar. «La nostra scoperta che i burst tendono a essere generati in fasi casuali fornisce un’interpretazione naturale al mancato rilevamento della periodicità degli Frb ripetuti», conclude. «Per ragioni sconosciute, i burst tendono a essere emessi da una magnetar in tutte le direzioni, rendendo impossibile identificare periodi dalle sorgenti Frb».
Per saperne di più:
- Leggi su Science Advances l’articolo “A radio pulsar phase from SGR J1935+2154 provides clues to the magnetar FRB mechanism” di Weiwei Zhu, HengXu, DejiangZhou, Lin Lin, BojunWang, Pei Wang, Chunfeng Zhang, Jiarui Niu, Yutong Chen, Chengkui Li, Lingqi Meng, Kejia Lee, Bing Zhang, Yi Feng, Mingyu Ge, Ersin Göğüş, Xing Guan, Jinlin Han, Jinchen Jiang, Peng Jiang, Chryssa Kouveliotou, Di Li, Chenchen Miao, Xueli Miao, Yunpeng Men, Chenghui Niu, Weiyang Wang, Zhengli Wang, Jiangwei Xu, Renxin Xu, Mengyao Xue,Yuanpei Yang, Wenfei Yu, Mao Yuan, Youling Yue, Shuangnan Zhang, Yongkun Zhang