SEGUE UN CICLO DI 157 GIORNI, 67 DEI QUALI DI SILENZIO

La regola dei numeri primi di Frb 121102

Grazie a una campagna di osservazione di quattro anni condotta presso l'Osservatorio di Jodrell Bank, è stata individuata una periodicità con la quale si ripete il lampo radio veloce Frb 121102. La scoperta potrebbe implicare che i potenti lampi radio siano collegati al movimento orbitale di una stella massiccia, contrariamenti alle ipotesi che richiamano un evento catastrofico o la precessione di una stella di neutroni. Tutti i dettagli su Mnras

     08/06/2020
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Impressione artistica di un modello di modulazione orbitale in cui il progenitore dell’Frb (in blu) è in orbita con un oggetto compagno (in rosa). Crediti: Kristi Mickaliger

Grazie a una campagna di osservazione di quattro anni condotta presso l’Osservatorio Jodrell Bank, è stato possibile fare un’indagine riguardo a uno dei più grandi misteri dell’astronomia moderna: i lampi radio veloci (o Frb, acronimo di fast radio burst). Indagine che ha portato alla scoperta entusiasmante di una periodicità nel comportamento di uno dei rari lampi radio che si ripetono, Frb 121102.

Utilizzando le capacità di monitoraggio a lungo termine dell’iconico Lovell Telescope, un team internazionale guidato dagli astronomi di Jodrell Bank ha rilevato, nel corso della campagna, 32 lampi radio di breve durata emessi dalla sorgente. Rilevazioni che, insieme ai dati delle osservazioni precedentemente pubblicate, hanno permesso di scoprire che le emissioni di Frb 121102 rispettano uno schema ciclico, con raffiche radio osservate in una finestra temporale della durata di circa 90 giorni, seguite da silenzio per 67 giorni. Lo stesso comportamento si ripete quindi ogni 157 giorni.

Questa scoperta fornisce un indizio importante per identificare l’origine di questi enigmatici lampi radio veloci. La presenza di una sequenza regolare nella loro attività potrebbe implicare che i potenti burst siano collegati al movimento orbitale di una stella massiccia, una stella di neutroni o un buco nero.

«È un risultato entusiasmante», dice il ricercatore che ha guidato lo strudio, Kaustubh Rajwade dell’Università di Manchester, «perché rappresenta il secondo sistema in cui crediamo di vedere questa modulazione nell’attività della sorgente. Il rilevamento di una periodicità fornisce un importante vincolo all’origine delle esplosioni, e i cicli di attività potrebbero sfavorire l’ipotesi della precessione di una stella di neutroni». La ripetizione degli Frb infatti, potrebbe essere spiegata dalla precessione dell’asse magnetico di una stella di neutroni altamente magnetizzata, ma con gli attuali dati gli scienziati ritengono che sia difficile spiegare un periodo di precessione di 157 giorni, dati i grandi campi magnetici previsti in queste stelle.

L’esistenza degli Frb è stata scoperta solo di recente, nel 2007, e inizialmente si pensava fossero eventi unici legati a un evento catastrofico, come una stella che esplode. Poi, il 2 novembre 2012, il radiotelescopio di Arecibo ha scoperto Frb 121102, che si è ripetuto nel 2016. Tuttavia, fino a oggi, nessuno era stato in grado di riconoscere una regolarità nei burst di questo oggetto.

«Questo risultato si è basato sul monitoraggio regolare, possibile con il telescopio Lovell, e le non rilevazioni erano importanti quanto le rilevazioni», sottolinea Benjamin Stappers, che guida il progetto MeerTrap a caccia di Frb usando il telescopio MeerKat in Sudafrica.

In un nuovo articolo pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il team conferma che Frb 121102 è la seconda sorgente Frb che mostra un’attività periodica. Con loro sorpresa, la periodicità di questo ciclo è quasi dieci volte più lunga di quella della prima sorgente con emissione ciclica – Frb 180916.J10158 + 56, recentemente scoperta dal telescopio Chime in Canada  –  che è di 16 giorni.

«Questa entusiasmante scoperta evidenzia quanto poco sappiamo sull’origine dei Frb», osserva Duncan Lorimer, della West Virginia University che, insieme Devansh Agarwal, ha contribuito a sviluppare la tecnica di analisi dei dati che ha portato al risultato. «Saranno necessarie ulteriori osservazioni di un numero maggiore di Frb per ottenere un quadro più chiaro di queste sorgenti periodiche e chiarire la loro origine».

I ricercatori prevedono che la sorgente attualmente sia prossima a uscire dal suo stato “off” e passare a quello “on” (la data prevista era il 2 giugno 2020), per rimanere tale fino al 28 agosto 2020. Questo risultato, insieme alla recente rilevazione della periodicità da parte di un altro Frb, evidenzia la necessità di un monitoraggio a lungo termine dei Frb ad alta cadenza. Usando le simulazioni, i ricercatori hanno dimostrato che sono necessarie almeno 100 ore di tempo al telescopio per il follow-up ripetuto di un Frb con una cadenza di 0.5 – 3 giorni, necessaria per rilevare periodicità nell’intervallo 10 – 150 giorni.

Per saperne di più:

  • Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Possible periodic activity in the repeating FRB 121102” di M. Rajwade, M. B. Mickaliger, B. W. Stappers, V. Morello, D. Agarwal, C. G. Bassa, R. P. Breton, M. Caleb, A. Karastergiou, E. F. Keane e D. R. Lorimer