COLLISIONI TRA ASTEROIDI E STELLE DI NEUTRONI

Nuovo modello per i FRB

Uno studio recente sostiene che i Fast Radio Burst siano originati dalla collisione tra piccoli corpi e stelle di neutroni. Gli autori della ricerca ritengono che gli altri progenitori proposti non soddisfino tutte le evidenze osservative. Gli strumenti di nuova generazione potranno fornire nuovi dati e far luce sulla natura di queste peculiari sorgenti

Impressione artistica di un Fast Radio Burst in arrivo sulla Terra. Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino

Impressione artistica di un Fast Radio Burst in arrivo sulla Terra. Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino

I Fast Radio Burst (FRB) sono brevi lampi di onde radio provenienti dal cielo della durata di poche frazioni di secondo. Tuttavia, la loro origine è ancora sconosciuta, ed è fonte di domande e perplessità per gli astronomi, a partire dalla scoperta del primo FRB avvenuta nel 2007. Stando a numerosi studi sull’argomento, queste peculiari emissioni radio potrebbero essere causate dallo scoppio di una supernova, dalla collisione di due buchi neri, da una stella di neutroni in rotazione su se stessa, oppure potrebbero essere collegati alle esplosioni estreme delle magnetar, i cosiddetti hyperflare. In un lavoro recente, due astronomi cinesi della Nanjing University hanno offerto una nuova spiegazione per il tipo di evento che può produrre un FRB, proponendo che si tratti di collisioni di asteroidi con stelle di neutroni.

Nell’articolo, i co-autori Yong Feng Huang e Jin-Jun Geng affermano di aver utilizzato i dati provenienti dai FRB noti, circa una decina, ricavandone le stime di una serie di parametri fondamentali, tra cui la distanza e l’energia emessa dalla sorgente. I FRB sono stati generalmente scoperti attraverso la ricerca di singoli impulsi radio in set di dati d’archivio del telescopio da 64 metri di Parkes in Australia e di quello da 305 metri di Arecibo, situato a Puerto Rico.

Di solito i FRB vengono rilevati da grandi radiotelescopi alla frequenza di 1.4 GHz. Questi eventi sono di durata estremamente breve, in genere qualche millisecondo, ma mostrano elevate intensità. I ricercatori hanno notato che le rilevazioni di lampi radio brevi hanno quattro caratteristiche in comune.

«Innanzitutto, al momento della rilevazione del segnale i radiotelescopi sono rivolti in direzioni random nel cielo. In secondo luogo, utilizzando sistemi di ricezione multi-beam, di solito il segnale viene registrato solo in pochissimi beam, tipicamente meno di quattro, e in genere si tratta di beam adiacenti. In terzo luogo, i FRB sono caratterizzati da valori molto grandi della misura la dispersione (una stima della quantità di materia presente tra l’osservatore e la sorgente, e quindi della distanza della sorgente, NdR). Infine, i ritardi nei tempi d’arrivo e l’evoluzione della frequenza del segnale indicano chiaramente la presenza di plasma freddo», affermano gli scienziati.

Gli astronomi hanno inoltre sottolineato che i FRB, a differenza degli analoghi lampi gamma (Gamma Ray Burst, GRB), non possono puntati rapidamente dopo la scoperta per osservarne le controparti in altre lunghezze d’onda, poiché vengono generalmente estratti dai dati di archivio. L’assenza di controparti, e l’impossibilità di osservarle, crea grandi difficoltà nel comprendere la vera natura di queste strane sorgenti.

Gli autori dell’articolo ritengono che le spiegazioni offerte dagli studi precedenti per quanto riguarda i progenitori dei FRB non siano soddisfacenti. Huang e Geng affermano che una forte esplosione elettromagnetica come quella di un FRB, con conseguente emissione multi-banda di un afterglow, dovrebbe essere rilevata da altri strumenti, mentre questo non è mai successo.

L’ipotesi presentata nello studio è in grado di spiegare molte delle caratteristiche osservate nei FRB, come la durata, l’energia emessa e il tasso di occorrenza dell’evento. Huang e Geng suggeriscono che una collisione tra asteroidi e stelle di neutroni potrebbe spiegare molte delle caratteristiche osservate.

«Il nostro modello può spiegare in modo molto semplice i FRB, e può anche tener conto di varie altre caratteristiche che li contraddistinguono», hanno scritto gli scienziati. Huang e Geng sperano che il prossimo radiotelescopio cinese da 500 metri, l’Aperture Spherical Radio Telescope (FAST), che dovrebbe essere operativo per la fine del 2016, possa contribuire in modo significativo allo studio di queste collisioni fornendoci nuove informazioni sulla natura dei FRB.

Fonte: Media INAF | Scritto da Elisa Nichelli