GLI STUDI PUBBLICATI SU NATURE E NATURE COMMUNICATIONS

All’origine dei lampi radio veloci extra-galattici

Grazie a due ricerche indipendenti pubblicate oggi su Nature e Nature Communications è stata identificata la possibile sorgente di un Frb extragalattico. Si tratta di una regione altamente magnetizzata e a bassa densità stellare, tra i bracci a spirale della galassia ospite. A generare i lampi radio veloci sembra sia stato un sistema binario contenente una magnetar e una stella Be

     21/09/2022
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Impressione artistica di un Fast Radio Burst in viaggio verso la Terra. Crediti: Jingchuan Yu, Planetario di Pechino

I lampi radio veloci – in inglese, fast radio burst – sono intense esplosioni di onde radio che durano frazioni di secondo. Il primo di questi eventi transitori è stato scoperto nel 2007 da Duncan Lorimer e il suo team mentre stavano esaminando dati d’archivio sulle pulsar. La sigla che lo identifica è Frb 010724, ma è conosciuto anche come Lorimer Burst, in onore dello scopritore. Da allora di Frb ne sono stati scoperti diverse centinaia, tuttavia sulla loro origine sappiamo ancora poco.

Recenti osservazioni di un lampo radio veloce originato all’interno della nostra galassia, la Via Lattea, suggeriscono che alcuni di essi siano prodotti dalle cosiddette magnetar – stelle di neutroni superdense con un campo magnetico estremamente forte.

Grazie a due ricerche indipendenti è stata ora identificata la possibile sorgente di uno di questi Frb extragalattici e la sua esatta localizzazione all’interno della galassia ospite.

Il lampo radio veloce in questione è Frb 20201124A, un segnale radio pulsante scoperto dal radiotelescopio Chime il 24 novembre 2020, proveniente dalla galassia Sdss J050803.48 + 260338.0. Le due ricerche si basano una su dati osservativi, l’altra su modelli fisici e i loro risultati sono stati pubblicati oggi rispettivamente su Nature e Nature Communications.

Nella prima ricerca, Kejia Lee, ricercatore alla Peking University in Cina, e i suoi colleghi hanno utilizzato il Five hundred meter Aperture Spherical Telescope (Fast) – il più grande radiotelescopio sulla Terra – per studiare in dettaglio il segnale, rilevando 1.863 esplosioni in 82 ore su 54 giorni di osservazione – una raffica di onde radio che rende questo Frb tra i più attivi conosciuti – e una variazione irregolare e di breve durata della misura della rotazione di Faraday, un fenomeno magneto-ottico la cui misura dà informazioni sulla forza del campo magnetico. Quest’ultimo aspetto, secondo i ricercatori, è la prova che il sito in cui giace la sorgente di Frb 20201124A è un complesso ambiente magnetizzato che si estende per circa un’unità astronomica (la distanza tra la Terra e il Sole). Un sito che è emerso dallo stesso studio essere una regione a bassa densità stellare localizzata tra i bracci a spirale della galassia ospite, a una distanza intermedia dal centro galattico.

Modello della sorgente del fast radio burst 20201124A Crediti: Fayin Wang et al., Nature Communications, 2022

Nel secondo studio, Fayin Wang, ricercatore alla Nanjing University, anch’essa in Cina, e colleghi hanno utilizzato invece un modello fisico per spiegare le caratteristiche osservate di Frb 20201124A. Il modello prevede che il segnale ripetuto di Frb 20201124A provenga da un sistema binario contenente una magnetar e una stella Be, astri molto più caldi e più grandi del Sole con un di disco di descrescimento costituito da materiale espulso dal corpo celeste. Gli addetti ai lavori chiamano questi sistemi Be/X-ray binaries (BeXrb).

Nel modello, spiegano gli autori, dopo che la stella massiccia del sistema muore come supernova, si forma una magnetar dalla cui magnetosfera originano i lampi radio veloci. Con il movimento di ciascun partner intorno all’altro, le esplosioni radio possono propagarsi attraverso i componenti del disco di decrescimento della stella Be per raggiungere l’osservatore, il che provoca la variazione della rotazione di Faraday osservata nell’altro studio. Indagini future, concludono i ricercatori, dovrebbero sondare questi sistemi binari alla ricerca di segnali di lampi radio veloci.

Per saperne di più:

  • Leggi su Nature l’articolo “A fast radio burst source at a complex magnetized site in a barred galaxy” di H. Xu, J. R. Niu, P. Chen, K. J. Lee, W. W. Zhu2 , S. Dong1 , B. Zhang, J. C. Jiang, B. J. Wang, J. W. Xu, C. F. Zhang, H. Fu, A. V. Filippenko, E. W. Peng, D. J. Zhou, Y. K. Zhang, P. Wang, Y. Feng, Y. Li, T. G. Brink, D. Z. Li, W. Lu, Y. P. Yang, R. N. Caballero, C. Cai, M. Z. Chen, Z. G. Dai, S. G. Djorgovski, A. Esamdin, H. Q. Gan, P. Guhathakurta19, J. L. Han, L. F. Hao, Y. X. Huang, P. Jiang, C. K. Li, D. Li, H. Li, X. Q. Li, Z. X. Li, Z. Y. Liu, R. Luo, Y. P. Men, C. H. Niu, W. X. Peng, L. Qian, L. M. Song, D. Stern, A. Stockton, J. H. Sun, F. Y. Wang, M. Wang, N. Wang, W. Y. Wang, X. F. Wu, S. Xiao, S. L. Xiong, Y. H. Xu, R. X. Xu1, J. Yang, X. Yang, R. Yao, Q. B. Yi, Y. L. Yue, D. J. Yu, W. F. Yu, J. P. Yuan, B. B. Zhang, S. B. Zhang, S. N. Zhang, Y. Zhao, W. K. Zheng, Y. Zhu e J. H. Zou
  • Leggi su Nature Communications l’articolo “Repeating fast radio burst 20201124A originates from a magnetar/Be star binary” di F. Y. Wang, G. Q. Zhang1, Z. G. Dai e K. S. Cheng