L'impressione dell'artista del radiotelescopio australiano SKA Pathfinder (ASKAP) di CSIRO trova un rapido scoppio della radio e determina la sua posizione precisa. I telescopi ottici KECK, VLT e Gemini South si sono uniti ad ASKAP con osservazioni di follow-up per rappresentare la galassia ospite.
(Immagine: © CSIRO / Andrew Howells)
Gli astronomi stanno iniziando a ottenere le merci su uno dei fenomeni più misteriosi dell'universo.
Per la seconda volta in assoluto, i ricercatori hanno individuato la posizione di un rapido scoppio radio (FRB), un'esplosione brevissima che rilascia quanta energia in 1 millisecondo rispetto al sole terrestre nel corso di quasi un secolo.
Lo scoppio solitario, precedentemente individuato, noto come FRB 121102, è un raro "ripetitore", uno che è divampato dozzine di volte negli ultimi anni. Ma la nuova esplosione è un membro della classe "una tantum" molto più comunemente osservata. La sua scoperta, che è stata annunciata oggi (27 giugno) sulla rivista Science, mostra che queste creature sfuggenti possono essere rintracciate e rintracciate, consentendo potenzialmente agli astronomi di capire finalmente cosa le provoca.
"Questa è la grande svolta che il campo stava aspettando da quando gli astronomi hanno scoperto esplosioni radio veloci nel 2007", ha detto in una nota l'autore principale dello studio Keith Bannister, del Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO). (CSIRO è l'agenzia scientifica nazionale australiana.)
Bannister e i suoi colleghi hanno trovato l'FRB utilizzando l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), una rete di 36 radiotelescopi all'Osservatorio di radioastronomia Murchison del CSIRO nell'Australia occidentale. Hanno rilevato l'esplosione il 24 settembre 2018, il che spiega il suo nome - FRB 180924. (Il ripetitore FRB 121102 è stato individuato per la prima volta nel 2012, come ora potresti aver ipotizzato.)
Questo è stato abbastanza eccitante, dato che il conteggio totale di FRB conosciuti era di 85. (Solo due di questi sono ripetitori.) Ma il team ha aperto una nuova strada rintracciando la loro scoperta alla fonte.
I ricercatori hanno sviluppato una nuova tecnica che ha riconosciuto automaticamente FRB 180924 meno di 300 millisecondi dopo che lo scoppio ha colpito i piatti ASKAP. Tale velocità era essenziale, perché il team doveva accedere ai dati sovrascritti ogni 3,1 secondi.
Gli scienziati hanno quindi misurato le minuscole differenze nel tempo di arrivo di FRB 180924 sui 36 piatti ASKAP fino a circa 1/100 di un nanosecondo. Il confronto di queste differenze ha permesso loro di determinare l'origine dello scoppio nel cielo con una precisione di 0,00002 gradi, equivalente alla larghezza di un capello umano visto da 200 metri di distanza.
Quella fonte si trova alla periferia di una grande galassia chiamata DES J214425.25-405400.81. Non si sapeva molto su questa galassia, quindi i ricercatori l'hanno caratterizzata usando osservazioni ottiche del telescopio Keck II nelle Hawaii e del Very Large Telescope e del Gemini South, entrambi in Cile.
Il team di studio ha stabilito che DES J214425,25-405400,81 si trova a circa 3,6 miliardi di anni luce dalla Terra. Inoltre, la galassia è circa 1.000 volte più massiccia e forma stelle molto meno attivamente rispetto al nano che ospita FRB 121102 (che si trova a circa 3 miliardi di anni luce dalla Terra).
E FRB 121102 si trova vicino al centro della sua galassia, la regione in cui probabilmente si nasconde un buco nero supermassiccio.
Queste differenze sono importanti perché mostrano "che gli FRB possono provenire da una vasta gamma di tipi di galassie e ambienti", ha detto Bannister a Space.com via e-mail. "Non sembrano aver bisogno di condizioni molto speciali".
La posizione di FRB 180924 offre anche alcuni indizi sui misteriosi processi che guidano gli FRB. Ad esempio, Bannister ha affermato che i buchi neri supermassicci sono esclusi per questo particolare scoppio, data la sua notevole distanza (13.000 anni luce) dal nucleo galattico.
In effetti, il nuovo studio potrebbe stimolare un ripensamento significativo della generazione di FRB, hanno detto i membri del team.
"Il modello più credibile per gli scoppi, costruito per spiegare il ripetitore, suggerisce che siano prodotti da giovani magnetar (stelle di neutroni altamente magnetizzate)", ha detto a Space.com via email il coautore Ryan Shannon, della Swinburne University of Technology di Melbourne.
"Queste magnetar si formano preferenzialmente in piccole galassie nane, come quella dell'host FRB 121102", ha aggiunto Shannon. "O il modello deve essere rilassato per consentire la produzione di esplosioni in una varietà di ambienti, oppure esistono due meccanismi per produrre esplosioni".
(Esiste sempre la possibilità che i FRB siano generati da civiltà avanzate, ovviamente. Ma questa è una possibilità, come tendono ad esserci invocazioni aliene.)
I modelli diventeranno sempre più forti man mano che sempre più FRB vengono individuati utilizzando i metodi introdotti da Bannister e dal suo team. E ci sono anche altre interessanti implicazioni della scoperta.
Ad esempio, la quantità di gas che le FRB attraversano è codificata nei segnali degli scoppi, ha detto Bannister. La galassia domestica di FRB 180924 ha relativamente poco gas, quindi la maggior parte delle informazioni codificate dal burst è stata quindi impartita dal gas nel mezzo intergalattico.
Il gas che si trova tra le galassie è molto difficile da studiare perché non brilla - ma gli astronomi potrebbero ora avere un modo fattibile per vederlo.
"Abbiamo dimostrato che è tecnicamente possibile catturare raffiche una tantum e che si tratta di sonde pulite del mezzo intergalattico", ha detto Shannon.
"Il prossimo passo è vedere se altre esplosioni una tantum sono come FRB 180924 (originate da enormi galassie) o se sono più simili al primo ripetitore", ha aggiunto. "Penso che saranno come il 180924, e saremo in grado di aprire una nuova finestra sulla rete cosmica quasi invisibile."
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