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La curiosità del mese

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Beep radio dal cosmo profondo: un mistero.

La curiosità del mese di settembre 2013 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - Il radiotelescopio di Parkes, in Australia, di 64 metri di diametro utilizzato per confermare l'esistenza dei lampi radio.
Fig. 1 - Il radiotelescopio di Parkes, in Australia, di 64 metri di diametro utilizzato per confermare l’esistenza dei lampi radio.

Per tre volte nel 2011 e una nel 2012 il radiotelescopio australiano Parkes, mentre scandagliava il cielo alla ricerca di pulsars, ha ricevuto improvvisamente un segnale fortissimo, ma molto breve. Appena qualche millisecondo di durata.

Fig. 2 - Un'immagine del telescopio Parkes accanto a un'immagine che mostra la distribuzione del gas nella nostra galassia. In alto sulla sinistra, ben lontano dal piano galattico, e' rappresentato un lampo radio, la cui sorgente e' localizzata a distanze cosmologiche (Cortesia Swinburne Astronomy Productions)
Fig. 2 - Un’immagine del telescopio Parkes accanto a un’immagine che mostra la distribuzione del gas nella nostra galassia. In alto sulla sinistra, ben lontano dal piano galattico, è rappresentato un lampo radio, la cui sorgente è localizzata a distanze cosmologiche (Cortesia Swinburne Astronomy Productions).

È come se, sentendo la radio ad un volume normale, improvvisamente sentissimo un beep lacerante, che in una frazione di secondo riuscisse a rompere gli altoparlanti della nostra radio.
Per fortuna gli strumenti del radiotelescopio di Parkes sono più robusti, e non si sono rotti, lasciando i radioastronomi alle prese con un mistero.
Si era già visto un unico evento di questo genere nel 2007, ma una rondine non faceva primavera, e i ricercatori erano scettici.
Adesso invece non ci sono più dubbi. Questi strani lampi radio esistono.
Possiamo paragonarli ai famosi lampi di luce gamma (vedi la curiosità di maggio 2011 e il nostro sito mono-tematico sui lampi di luce gamma), che conosciamo da 40 anni, ma questi durano generalmente di più (fino a qualche centinaio di secondi) e oltretutto adesso sappiamo che non sono visibili solo nei raggi gamma, ma anche alle altre lunghezze d’onda.
Per questi beep radio, invece, non sappiamo ancora se emettono da qualche altra parte dello spettro elettromagnetico. Dalla direzione di arrivo dei beep si sapeva già che non provenivano dal piano della nostra Galassia, come si può vedere dall’immagine artistica della Fig. 2 e dalla Fig. 3.

Fig. 3 - La posizione dei 4 beep radio scoperti (stelle rosse). In questa figura, il piano orizzontale mediano rappresenta il piano della nostra galassia. Si puo' quindi vedere che i 4 beep non sono nel piano della Via Lattea, ma provengono da direzioni a sud di essa.
Fig. 3 - La posizione dei 4 beep radio scoperti (stelle rosse). In questa figura, il piano orizzontale mediano rappresenta il piano della nostra galassia. Si può quindi vedere che i 4 beep non sono nel piano della Via Lattea, ma provengono da direzioni a sud di essa.

E dai differenti tempi di arrivo dei beep (vedi la box sottostante) si è riusciti a stabilire che la sorgente dei beep è a qualche miliardo di anni luce da noi!! (e tuttavia "ci spacca gli altoparlanti!!"). Incredibilmente potenti.
Ma quanti ce ne sono? Se quattro in due anni vi sembran pochi, sentite qui.

Come ti calcolo la distanza della sorgente dei beep radio!
Questi beep radio sono stati "sentiti" non ad una frequenza sola, ma a diverse frequenze. È come se avessimo non una, ma parecchie radio sintonizzate su canali diversi. E quello che si è sentito non è stato un fortissimo beep simultaneo in tutti i canali, ma una successione (anche se velocissima) di beep. A frequenze maggiori il beep arriva circa un secondo prima delle frequenze minori. Questo fatto è importantissimo, perchè permette di misurare da quale distanza provengono i beep. È una tecnica ben conosciuta dai radioastronomi a caccia di pulsar nella nostra galassia. Quello che succede è che l’impulso radio, mentre attraversa del gas ionizzato (anche se molto molto tenue), si "disperde": il segnale radio alle frequenze più basse rimane indietro rispetto a quello alle frequenze più alte. L’effetto è tanto più grande quanto più gas si deve attraversare. Quindi tanto maggiore è la differenza di tempo a cui sentiamo i beep, tanto maggiore è la quantità di gas attraversato, e quindi tanto maggiore è la distanza.

Un radiotelescopio non può sorvegliare tutto il cielo contemporaneamente, ma solamente un pezzettino alla volta. Quello che riesce ad inquadrare. Facendo i conti, si calcola che per far si’ che il radiotelescopio di Parkes ne abbia visti 4 in due anni, ne devono scoppiare circa diecimila al giorno! Uno ogni 9 secondi. Incredibilmente numerosi. Circa 1000 volte più numerosi dei già citati lampi di luce gamma.
E cosa sono? Cosa li produce? Nebbia fitta.
Non lo sappiamo, anche se le idee non mancano, per spiegarli. La loro brevissima durata dice qualcosa sulle dimensioni che deve avere la sorgente. Meno di qualche centinaio di km.
Tanto per fare un confronto: il nostro Sole ha un raggio di 700.000 km. Mentre una stella di neutroni ha un raggio di circa 10 km, e un buco nero di taglia stellare ha un "raggio" simile.

Fig. 4 - Dall'alto a sinistra: Andrea Possenti, Marta Burgay, Sabrina Milia e Nichi D'Amico. Sono tra gli autori dell'articolo di Science che ha riportato la scoperta dei lampi radio.
Fig. 4 - Dall’alto a sinistra: Andrea Possenti, Marta Burgay, Sabrina Milia e Nichi D’Amico. Sono tra gli autori dell’articolo di Science che ha riportato la scoperta dei lampi radio.

Il problema è che conosciamo già qualche stella di neutroni e qualche buco nero nella nostra Galassia, e nessuno di essi ha mai mostrato niente di simile.
Bisogna forse pensare a qualche cosa di più esotico.
Forse sono davvero stelle di neutroni, ma di un tipo particolare. Le campionesse galattiche (o addirittura le campionesse dell’universo) di campo magnetico.
Già le stelle di neutroni normali non scherzano, perchè hanno un campo magnetico pari a parecchi miliardi di volte quello di un magnetino da frigo. Ma queste campionesse avrebbero un campo mille volte più grande.
I dettagli sono però ancora avvolti dal mistero.

Per saperne di più

INAF: Lampi-radio lontanissimi: scatta la caccia ai "colpevoli" da Le Scienze - 4 luglio 2013 .

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