La schiera di radiotelescopi ASKAP, in Australia.

La curiosità del mese

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Lampi radio dal cosmo profondo: il mistero continua

La curiosità del mese di dicembre 2018 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Un'immagine del telescopio di Parkes (Australia) con 64 metri di diametro chiamato informalmente the Dish o the Big Dish. Crediti: David McClenaghan, CSIRO.
Fig. 1 - Un’immagine del telescopio di Parkes (Australia) con 64 metri di diametro chiamato informalmente the Dish o the Big Dish. Crediti: David McClenaghan, CSIRO.

Lampi improvvisi di onde radio che durano poco più di un millisecondo. Da direzioni imprevedibili del cielo. Rimasti sconosciuti per tanto tempo, e scoperti nel 2007, quando il radiotelescopio australiano di Parkes (Fig. 1) è finalmente riuscito a rivelare segnali così brevi.
All’inizio la scoperta è stata circondata da scetticismo, perchè un lampo, come le rondini, non fa primavera.
Dopo questo primo segnale, ne sono stati ricevuti degli altri, ma stranamente sempre attorno all’ora di pranzo.
Lo scetticismo aumentò, fino a quando si scoprì che quelli che sembravano dei beep cosmici provenivano in realtà dai forni a microonde della cucina dell’osservatorio. Infatti, quando si apre lo sportello di un forno a microonde, questo si spegne automaticamente, ma ci mette circa un millisecondo a farlo.
Grande delusione.

Fig. 2 - Un'immagine del telescopio di Arecibo, fino a poco tempo fa il piu' grande del mondo. Nel 2011 ha scoperto un lampo radio riuscendo a localizzarlo con precisione. Questo ha permesso di scoprire la galassia ospite, distante 2 miliardi di anni luce. E' la prova che i lampi radio sono extragalattici.
Fig. 2 - Un’immagine del telescopio di Arecibo, fino a poco tempo fa il più grande del mondo. Nel 2011 ha scoperto un lampo radio riuscendo a localizzarlo con precisione. Questo ha permesso di scoprire la galassia ospite, distante 2 miliardi di anni luce. È la prova che i lampi radio sono extragalattici.

Ma la storia non era finita. Dopo qualche tempo si scoprirono altri beep cosmici, e questa volta non c’erano forni a microonde nelle vicinanze. Il fenomeno doveva essere preso sul serio. Altri radiotelescopi, oltre a quello australiano, si misero in ascolto, e anche loro rivelarono altri beep, molto simili al primo, e ne abbiamo raccontato nella curiosità del settembre 2013 (Beep radio dal cosmo profondo: un mistero).
Nel 2011 anche il grande radiotelescopio di Arecibo (Fig. 2) ne scoprì uno, e finalmente si riuscì a determinare con precisione la direzione di arrivo del lampo radio. Si puntarono subito dei telescopi normali, per luce visibile, e proprio nella direzione di arrivo del lampo radio si vide una galassia e si potè misurarne la distanza: più di due miliardi di anni luce.

Fig. 3 - La schiera di radiotelescopi ASKAP, in  Australia, che ha recentemente scoperto 23 nuovi lampi di luce radio, o Fast Radio Burst.
Fig. 3 - La schiera di radiotelescopi ASKAP, in Australia, che ha recentemente scoperto 23 nuovi lampi di luce radio, o Fast Radio Burst.

Come fa il lampo radio ad essere così forte, se proveniene da così lontano? Evidentemente la sorgente di onde radio, il trasmettitore, deve avere una potenza grandissima.
Nel breve istante di un millisecondo, deve produrre più energia di quanta ne produce il nostro Sole in un mese.
Se queste sorgenti fossero all’interno della nostra Galassia, potremmo rivelarle con un cellulare. Ci sarebbe abbastanza "campo" in tutta la Via Lattea ...
Da qualche settimana sappiamo un po’ di più delle loro caratteristiche perchè, dopo un anno dedicato alla scoperta di nuovi lampi (Fast Radio Burst, in inglese) se ne sono aggiunti ben 23 alla lista, che adesso comprende una sessantina di sorgenti.
Sono stati tutti scoperti da una schiera di radiotelescopi in Australia (ASKAP, vedi Fig. 3), che esplorava una minuscola parte del cielo.
Se fossimo in grado di monitorare l’intero cielo ne scopriremmo qualche migliaio al giorno.

Fig. 4 - La posizione, in coordinate galattiche, degli FRB finora scoperti. In questa figura, il piano orizzontale mediano rappresenta il piano della nostra galassia. Il centro corrisponde al centro della Via Lattea. I cerchi colorati rapppresentano le direzioni di arrivo dei vari lampi. I puntini bianchi sono le posizioni delle stelle di neutroni note nella nostra galassia, che si accentrano lungo il piano della Via Lattea. I lampi radio provengono invece da tutte le direzioni, e questa e' una prova della loro origine extragalattica.
Fig. 4 - La posizione, in coordinate galattiche, degli FRB finora scoperti. In questa figura, il piano orizzontale mediano rappresenta il piano della nostra galassia. Il centro della corrisponde al centro della Via Lattea. I cerchi colorati rapppresentano le direzioni di arrivo dei vari lampi. I puntini bianchi sono le posizioni delle stelle di neutroni note nella nostra galassia, che si accentrano lungo il piano della Via Lattea. I lampi radio provengono invece da tutte le direzioni, e questa è una prova della loro origine extragalattica.

Ma cosa sono? Mistero.
Mistero che continua da quando li abbiamo scoperti, più di 10 anni fa. Non che la fantasia degli scienziati scarseggi ... Ci sono ormai dozzine e dozzine di idee diverse che cercano di spiegare la loro origine. Ma nessuna che abbia raccolto un consenso generale. In altre parole, brancoliamo nel buio.
Alcune idee sono proprio curiose, come quella che attribuisce i lampi radio a delle civiltà aliene molto evolute: i lampi sarebbero generati da dei laser potentissimi usati per accelerare delle vele leggerissime per far viaggiare sonde microscopiche interstellari. Oppure potrebbero essere delle comete di antimateria che si schiantano contro la superficie ultradensa di stelle di neutroni.
L’opinione prevalente associa questi lampi alle stelle di neutroni, per il semplice motivo che queste stelle possono avere la grande energia richiesta, e sono abbastanza piccole per poter generare dei lampi brevi, anche se questo richiedesse uno "stellamoto" che coinvolge tutta la superficie della stella.
Ma per ora non si va più in là di così.
Infatti ci si scontra con una difficoltà fondamentale: la potenza che deve essere emessa è così grande, e il volume così piccolo, che le particelle che emettono il lampo dovrebbero oscillare tutte insieme, in modo coordinato, come miliardi e miliardi di nuotatrici di nuoto sincronizzato.
Che cosa le obbliga a cooperare in un modo così perfetto non lo sappiamo. Per ora.



Per saperne di più:

Osservatorio di Parkes - Wikipedia
Osservatorio di Parkes - sito ufficiale (in inglese)
Radiotelescopio di Arecibo - Wikipedia
The Arecibo Observatory - sito ufficiale (in inglese)
The Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) Telescope - sito ufficiale (in inglese)
Paso doble tecnologico per lampi radio veloci - Media Inaf (31/10/2018)
Fast radio burst: si va al raddoppio - Media Inaf (10/10/2018)
Video della schiera dei radiotelescopi australiani ASKAP
Fast Radio Bursts: These Mysterious Cosmic Radio Signals Get More Mysterious - Animazione dei lampi radio che arrivano da ogni direzione (in inglese)

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