Una curiosa fonte di lampi radiofonici

Dodici radiotelescopi sparsi in tutto il mondo, da Drenthe alla Cina, hanno catturato fulmini extraterrestri l’anno scorso. Ora sembra che la sua fonte ancora sconosciuta si trovi in ​​un posto straordinario nel cosmo. La sorgente risiede da qualche parte in un piccolo sciame di alcune delle stelle più antiche dell’universo, a circa 12 milioni di anni luce dalla Terra.

Ciò è in contrasto con la teoria prevalente secondo cui la fonte di tali enigmatici lampi sono ammassi stellari giovani e dinamici. I ricercatori, tra cui un gruppo di astronomi olandesi, hanno descritto i risultati questa settimana in due diverse pubblicazioni di riviste Natura e astronomia naturale† Uno studio descrive il caratteristiche del flash, l’altro il luogo dalla fonte.

Quasi ogni minuto ci sono brevi esplosioni radio luminose nel cielo da diversi angoli del cosmo. I lampi radio sono lampi di luce invisibili ad occhio nudo, gli astronomi usano i radiotelescopi per osservarli. La maggior parte appare una volta, alcuni si ripetono.

Queste brevi e luminose lampi radiofonici sono uno dei fenomeni più sconcertanti del cosmo. Sebbene durino solo pochi millisecondi, a volte generano la stessa energia del sole in un anno. Gli astronomi hanno visto per la prima volta un tale lampo quindici anni fa e ora sono state trovate le posizioni di venti diverse sorgenti di fulmini. Tuttavia, non è ancora chiaro quali siano esattamente queste sorgenti: quali oggetti cosmici possono produrre lampi così ricchi di energia.

Una palla compatta

Gli astronomi hanno già un’idea. Diversi modelli al computer hanno già dimostrato che i resti di stelle massicce decedute possono formare fulmini. Quando una stella massiccia (almeno otto volte più massiccia del Sole) muore, collassa sotto il suo stesso peso. Questo accade con una gigantesca esplosione che espelle i bordi esterni, una supernova. Questo lascia una sfera compatta: una stella di neutroni. Le varianti della stella di neutroni con un forte campo magnetico sono chiamate magnetar e sono rare. La forza del campo magnetico si indebolisce nel tempo. Secondo i modelli di computer, a volte scarica molta energia sotto forma di flash radio. Solo le giovani magnetar il cui campo magnetico è ancora abbastanza forte hanno energia sufficiente per produrre fulmini.

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Gli astronomi sono rimasti entusiasti quando nel 2020 tre gruppi di ricerca hanno trovato prove di questa teoria. Hanno rintracciato la fonte di un altro radio flash con le osservazioni del telescopio e hanno visto che si trattava davvero di una giovane magnetar. Questa magnetar si trova nella costellazione della Volpecula, a circa 25.000 anni luce di distanza, e si trova ancora nei resti polverosi della supernova.

Ora il team sta fornendo agli astronomi prove contro la teoria secondo cui le giovani magnetar di supernova sono la fonte delle esplosioni radio. Per fare ciò, gli astronomi hanno tracciato l’origine del radio flash FRB 20200120E utilizzando dodici radiotelescopi sparsi sulla Terra in tre giorni diversi. I telescopi fanno parte della rete europea di interferometria di base molto lunga (VLBI).

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Come le api che girano

“Più grande è il telescopio, più accuratamente è possibile determinare la posizione di un oggetto cosmico”, ha affermato Franz Kirsten, astronomo di Astron e autore principale dello studio. “VLBI imita un enorme telescopio, delle dimensioni di metà del mondo, collegando i telescopi insieme”. Gli astronomi hanno visto che il lampo proveniva da uno sciame di stelle che orbitano come api attorno a M81, una galassia nell’Orsa Maggiore. Questi sciami sono chiamati galassie globulari e contengono le stelle più antiche dell’universo, circa dieci miliardi di anni. Kirsten: “Se ci fossero magnetar di supernova lì dentro, ora sono troppo vecchie.

Forti prove contro una teoria popolare dei flash radiofonici

Christian Brinkerink astronomo

“Questo perché le stelle massicce che muoiono con una supernova hanno vite più brevi delle stelle luminose. Le supernova magnetar devono quindi essersi formate subito dopo la formazione dell’ammasso. Queste magnetar ora sono vecchie e il loro campo magnetico si è indebolito.

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“Forti prove contro una teoria popolare dei flash radio”, risponde Christiaan Brinkerink. È astronomo alla Radboud University e non è coinvolto nello studio. È impressionato dal modo in cui è stato condotto lo studio. “I ricercatori hanno utilizzato più telescopi per raggiungere la loro conclusione. Inoltre, le scansioni del flash su più giorni mostrano sempre la stessa posizione.

Se la fonte non è una giovane supernova magnetar, quale oggetto nell’antica pioggia di stelle sta causando il fulmine? Kirsten: “Forse una giovane magnetar è emersa in un modo nuovo: non da una prima esplosione di una supernova di una stella massiccia, ma dai resti di una stella luminosa, poi scomparsa”. I resti di stelle luminose sono nane bianche. “Finché le nane bianche accumulano abbastanza massa dall’ambiente circostante, anche loro possono collassare sotto il loro stesso peso per produrre una magnetar”.

Circa 40 anni fa, si prevedeva che le magnetar potessero formarsi anche in modi non tradizionali. Ma questo non è mai stato visto. “Se la fonte è davvero una giovane magnetar, i nostri risultati mostrano indirettamente un altro percorso per la formazione della magnetar”.

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