NUOVO STUDIO A GUIDA INAF

Lampi radio, il mistero continua

Quella remota galassia ellittica è o non è il luogo dove si è acceso FRB 150418, il lampo radio più famoso? Un nuovo studio, guidato da Marcello Giroletti dell’INAF e realizzato anche grazie ai radiotelescopi italiani, riapre il caso

La rete di radiotelescopi EVN.

La rete di radiotelescopi EVN.

Grazie alla rete europea di radiotelescopi EVN, un nuovo studio in via di pubblicazione su Astronomy & Astrophysics, redatto da una collaborazione internazionale guidata da Marcello Giroletti dell’INAF-Istituto di Radioastronomia di Bologna, ha permesso di conoscere più in dettaglio la galassia WISE J0716-19. Si tratta di un’anonima e remota galassia ellittica, distante circa 6 miliardi di anni luce da noi, recentemente balzata agli onori delle cronache scientifiche perché proposta come luogo in cui si è originato il lampo radio FRB 150418. La conferma di tale localizzazione è di grande importanza perché permette di fare supposizioni sul fenomeno – ancora misterioso – da cui scaturisce un lampo radio. Le conclusioni del nuovo studio riaprono la possibilità, messa in discussione da altre osservazioni, che la galassia sia effettivamente la culla di FRB150418.

Da meno di una decina d’anni è stata scoperta nei dati d’archivio una nuova classe di fenomeni celesti, i lampi radio veloci (FRB, dal nome inglese Fast Radio Burst), osservati in tempo reale per la prima volta solo nel 2014 dal radiotelescopio Parkes in Australia, lo stesso che il 18 aprile 2015 ha rilevato FRB 150418. «Si tratta di episodi di emissione di onde radio con durata inferiore al millesimo di secondo», spiega Giroletti. «Vista la loro brevissima durata e la totale imprevedibilità della loro accensione nel cielo, per molto tempo ne sono stati conosciuti solo una manciata, tanto che per alcuni anni si è addirittura sospettato che si trattasse semplicemente di interferenze».

_frb-high_resolution-630x360Con eventi così brevi è difficile, se non impossibile, determinare con accuratezza la loro posizione esatta in cielo e quindi stabilire se si tratti di fenomeni interni alla nostra galassia o con origine extragalattica. Poiché ogni FRB porta con sé un “segno” della quantità di gas che ha attraversato, capire quanto dista un FRB è fondamentale per determinare parametri cosmologici come la densità media dell’universo, ma anche per comprendere meglio oggetti come stelle di neutroni e buchi neri, da cui si possono originare i lampi radio.

FRB 150418 è stato oggetto di grande attenzione perché, come si è accennato, subito dopo l’emissione del lampo radio si è notata una galassia con un’emissione radio variabile, WISE J0716-19, la cui posizione era compatibile con quella stimata per il lampo stesso. «Questo avrebbe indicato un’associazione quasi certa fra il lampo e la galassia, indicando quindi che i lampi radio sono fenomeni extragalattici», continua Giroletti. «La sorpresa è venuta quando la stessa galassia, osservata oltre un anno più tardi, ha continuato a mostrare variabilità, riducendo a una semplice casualità l’associazione tra il lampo radio e la galassia in questione».

La discussione sulla localizzazione di FRB 150418, e sulla natura dei lampi radio in generale, doveva ripartire da capo. Giroletti e colleghi hanno pensato che il modo più efficace per fare luce su questo mistero fosse  quello di ottenere un’immagine ad altissima risoluzione della galassia WISE J0716-19, per verificare se in effetti contenesse un nucleo compatto e attivo. La miglior risoluzione si ottiene con la tecnica cosiddetta VLBI (Very Long Baseline Interferometry), che fa lavorare assieme diverse antenne come se fossero un unico grande radiotelescopio. I ricercatori hanno quindi utilizzato la rete europea EVN (European VLBI Network), di cui sono parte anche i radiotelescopi INAF di Medicina, vicino Bologna, e Noto, in Sicilia.

La regione centrale della galassia WISE J0716-19 vista dalla rete di radiotelescopi EVN. Il pannello principale è l'immagine "media" delle quattro osservazioni, mentre i piccoli pannelli in basso mostrano le immagini ottenute in ciascuna delle singole osservazioni. La scala di colori indica la brillanza dell'emissione. Crediti: EVN / M. Giroletti et al.

La regione centrale della galassia WISE J0716-19 vista dalla rete di radiotelescopi EVN. Il pannello principale è l’immagine “media” delle quattro osservazioni, mentre i piccoli pannelli in basso mostrano le immagini ottenute in ciascuna delle singole osservazioni. La scala di colori indica la brillanza dell’emissione. Crediti: EVN / M. Giroletti et al.

«In marzo 2016 abbiamo effettuato una prima osservazione», racconta Giroletti, «che ha in effetti rivelato la presenza di una sorgente radio compatta nel nucleo della galassia. Questo è stato un primo risultato molto importante e difficile da realizzare, visto che la sorgente è molto debole ed è stato necessario ottenere un’immagine molto sensibile per rivelarla».

Visto il successo dell’osservazione, il gruppo ha continuato la campagna per confermare la variabilità della galassia. Una conferma che avrebbe chiuso del tutto il “caso”, nel senso che la galassia WISE J0716-19 si sarebbe rivelata una “normale” galassia attiva, quasi certamente non associata al lampo radio.

«La sorpresa è stata che le osservazioni successive», spiega Giroletti, «pur continuando a rivelare la sorgente, non hanno mostrato alcuna variabilità, per cui a questo punto la questione si è riaperta».

Le conclusioni di questa ricerca sono in accordo con un quanto trovato in un altro studio sulla stessa galassia, pubblicato recentemente su MNRAS Letters, condotto con i radiotelescopi VLBA e ATCA, a cui hanno partecipato Steven Tingay, direttore dell’INAF-Istituto di Radioastronomia, e Andrea Possenti, direttore dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Cagliari. «La novità», dice in conclusione Giroletti, «è che noi abbiamo utilizzato quattro sessioni di osservazione distribuite nell’arco di tre mesi, per cui abbiamo anche potuto studiarne la variabilità».

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Fonte: Media INAF | Scritto da Stefano Parisini