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Gli astronomi svelano nuove – e sconcertanti – caratteristiche di misteriose esplosioni radio rapide

Gli astronomi svelano nuove - e sconcertanti - caratteristiche di misteriose esplosioni radio rapide

Concezione artistica del radiotelescopio sferico con apertura a cinquecento metri (FAST) in Cina. Credito fotografico: Jingchuan Yu

Le esplosioni radio veloci (FRB) sono esplosioni cosmiche della durata di un millisecondo, ciascuna delle quali produce l’energia equivalente alla produzione annua del Sole. Più di 15 anni dopo la scoperta degli impulsi spaziali delle onde radio elettromagnetiche, la loro natura sconcertante continua a stupire gli scienziati e la ricerca appena pubblicata non fa che approfondire il mistero che li circonda.

Nel numero del 21 settembre della rivista NaturaNuove osservazioni inaspettate da una serie di lampi radio cosmici veloci da parte di un team internazionale di scienziati – incluso l’astrofisico dell’UNLV Bing Zhang – sfidano le comprensioni prevalenti sulla natura fisica e sul motore centrale degli FRB.

Le osservazioni cosmiche di FRB sono state effettuate nella tarda primavera del 2021 utilizzando il massiccio telescopio radio sferico ad apertura di cinquecento metri (FAST) in Cina. Il team, guidato da Heng Xu, Kejia Lee, Subo Dong dell’Università di Pechino e Weiwei Zhu dei National Astronomical Observatories of China, insieme a Zhang, hanno scoperto 1.863 lampi da una sorgente radioburst attiva chiamata FRB 20201124A in 82 ore in 54 giorni .

“Questo è il più grande campione di dati FRB con informazioni sulla polarizzazione da un’unica fonte”, ha affermato Lee.

Recenti osservazioni di un’esplosione radio veloce dalla nostra galassia, la Via Lattea, suggeriscono che abbia avuto origine da una magnetar, una densa stella di neutroni delle dimensioni di una città con un campo magnetico incredibilmente forte. L’origine dei lampi radio cosmologici veloci molto distanti, d’altra parte, rimane sconosciuta. E le ultime osservazioni portano gli scienziati a mettere in discussione ciò che pensavano di sapere su di loro.

“Queste osservazioni ci hanno riportato al tavolo da disegno”, ha detto Zhang, che serve anche come direttore fondatore del Nevada Center for Astrophysics dell’UNLV. “È chiaro che gli FRB sono più misteriosi di quanto immaginassimo. Sono necessarie ulteriori campagne di osservazione a più lunghezze d’onda per svelare ulteriormente la natura di questi oggetti”.

Ciò che sorprende gli scienziati delle ultime osservazioni sono le fluttuazioni irregolari a breve termine in quella che è nota come la “misura della rotazione di Faraday”, che è l’intensità del campo magnetico e la densità delle particelle vicino alla sorgente dell’FRB. Le fluttuazioni sono diminuite e defluite durante i primi 36 giorni di osservazione e si sono fermate improvvisamente negli ultimi 18 giorni prima che la sorgente fosse cancellata.

“Lo paragono alle riprese di un film sull’ambiente di una sorgente FRB, e il nostro film ha rivelato un ambiente magnetizzato complesso, in evoluzione dinamica mai immaginato prima”, ha detto Zhang. “Un tale ambiente non è facilmente prevedibile per una magnetar isolata. Qualcos’altro potrebbe essere vicino al motore FRB, forse un compagno binario”, ha aggiunto Zhang.

Per osservare la galassia ospite dell’FRB, il team ha anche utilizzato i telescopi Keck da 10 metri sul Mauna Kea alle Hawaii. Zhang dice che si crede che le giovani magnetar vivano in regioni attive di formazione stellare di una galassia di formazione stellare, ma l’immagine ottica della galassia ospite mostra che la galassia ospite è – inaspettatamente – una galassia a spirale barrata ricca di metalli come la nostra Milky Modo. Il sito FRB si trova in una regione in cui non vi è alcuna attività di formazione stellare significativa.

“Questa posizione non si adatta a un giovane motore centrale magnetar formato durante un’esplosione estrema come un lungo lampo di raggi gamma o una supernova superluminescente, progenitori ampiamente ipotizzati di motori FRB attivi”, ha detto Dong.

Lo studio, “Una sorgente di burst radio veloce in un sito magnetizzato complesso in una galassia barrata”, è apparso sul diario il 21 settembre Natura e comprende 74 coautori di 30 istituzioni. Oltre all’UNLV, all’Università di Pechino e ai National Astronomical Observatories of China, le istituzioni che collaborano includono anche il Purple Mountain Observatory, la Yunnan University, la UC Berkeley, il Caltech, la Princeton University, l’Università delle Hawaii e altre istituzioni dalla Cina, dagli Stati Uniti, dall’Australia , Germania e Israele.


Gli astronomi scoprono indizi che rivelano il segreto delle esplosioni radio veloci


Maggiori informazioni:
H. Xu et al, A Fast Radio Burst Source in un complesso sito magnetizzato in una galassia barrata, Natura (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05071-8

Fornito dall’Università del Nevada, Las Vegas

Citazione: Gli astronomi svelano nuove e sconcertanti caratteristiche di Mysterious Rapid Radio Bursts (2022, 22 settembre) Estratto il 22 settembre 2022 da https://phys.org/news/2022-09-astronomers-unveil-newand-puzzlingfeatures-mysterious . html

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