Un team internazionale di astronomi ha scoperto una prova decisiva che almeno alcune sorgenti di lampi radio veloci (Frb, dall’inglese fast radio burst) risiedono in sistemi stellari binari. La scoperta è stata possibile grazie all’uso del Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (Fast) di Guizhou, noto anche come China Sky Eye, ed è stata pubblicata su Science. Lo studio si basa su quasi venti mesi di monitoraggio di un Frb attivo e ripetitivo, a circa 2,5 miliardi di anni luce di distanza.
Rappresentazione artistica che illustra lo scenario di origine binaria per i lampi radio veloci. Una nube di plasma magnetizzato, generata da un’espulsione coronale di massa dalla stella compagna, attraversa la linea di vista della sorgente Frb, causando una variazione nella misura di rotazione. Crediti immagine: Y. Liu, X. Yang, Y.F. Liang, W.L. Zhang e Y. Li (Pmo)
I lampi radio veloci sono lampi radio di durata pari a millisecondi, ma straordinariamente luminosi, provenienti da oltre la nostra galassia, la Via Lattea. Mentre la maggior parte dei lampi radio veloci viene osservata una sola volta, una piccola frazione di essi si ripete, offrendo rare e preziose opportunità di studio a lungo termine che rende possibile rilevare eventuali cambiamenti nel tempo.
Dal 2020, queste sorgenti ripetitive sono state monitorate attentamente da Fast attraverso un programma scientifico dedicato ai lampi radio veloci, co-diretto da Bing Zhang, professore ordinario di astrofisica presso il Dipartimento di fisica e direttore fondatore dell’Istituto di astronomia e astrofisica di Hong Kong presso l’Hku, nonché corresponding author dell’articolo.
Frb 220529A è stata una di queste sorgenti, monitorata per mesi e inizialmente non particolarmente “attenzionata”. Poi, dopo un’osservazione a lungo termine di 17 mesi, è successo qualcosa.
Un ruolo fondamentale lo ha avuto lo studio della polarizzazione delle onde radio. Le variazioni delle proprietà di polarizzazione del segnale possono infatti rivelare l’ambiente circostante la sorgente dei lampi radio veloci, in questo caso Frb 220529A. In particolare, il team ha osservato un fenomeno raro, noto come brillamento Rm (rotation measure, o misura di rotazione): un cambiamento improvviso e drammatico delle proprietà di polarizzazione del segnale radio, probabilmente causato da un’espulsione coronale di massa (Cme) da parte di una stella compagna.
I lampi radio veloci sono noti per la loro polarizzazione lineare, prossima al 100 per cento. Quando le onde radio viaggiano attraverso un plasma magnetizzato, si verifica un fenomeno chiamato rotazione di Faraday, che fa “ruotare” il piano di polarizzazione dell’onda. La rotation measure indica quanto forte è questa rotazione.
«Verso la fine del 2023, abbiamo rilevato un brusco aumento della Rm di oltre un fattore venti», dice Ye Li del Purple Mountain Observatory e dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina, primo autore dell’articolo. «La Rm è poi rapidamente diminuita nell’arco di due settimane, tornando al livello precedente. Chiamiamo questo fenomeno un brillamento della Rm».
Una variazione così breve della Rm è coerente con un plasma denso e magnetizzato che ha attraversato brevemente la linea di vista, analogo alle Cme lanciate dal Sole e da altre stelle della Via Lattea. «Una spiegazione naturale è che una stella compagna vicina abbia espulso questo plasma», afferma Zhang.
«Questa scoperta fornisce un indizio definitivo sull’origine di almeno alcuni Frb ripetuti», conclude Zhang. «Le prove supportano fortemente l’ipotesi di un sistema binario contenente una magnetar, una stella di neutroni con un campo magnetico estremamente intenso, e una stella simile al nostro Sole».
In questo scenario, in cui i lampi radio veloci avrebbero origine da magnetar, le interazioni all’interno di sistemi binari creano una geometria preferenziale che favorisce la produzione di lampi frequenti e ripetuti. Il monitoraggio continuo e a lungo termine degli Frb ripetuti potrebbe quindi rivelare quanto siano comuni i sistemi binari tra queste misteriose sorgenti.
Per saperne di più:
- Leggi su Science l’articolo “A sudden change and recovery in the magnetic environment around a repeating fast radio burst” di Y. Li, S. B. Zhang, Y. P. Yang, C. W. Tsai, X. Yang, C. J. Law, R. Anna-Thomas, X. L. Chen, K. J. Lee, Z. F. Tang, D. Xiao, H. Xu, X. L. Yang, G. Chen, Y. Feng, D. Z. Li, R. Mckinven, J. R. Niu, K. Shin, B. J. Wang, C. F. Zhang, Y. K. Zhang, D. J. Zhou, Y. H. Zhu, Z. G. Dai, C. M. Chang, J. J. Geng, J. L. Han, L. Hu, D. Li, R. Luo, C. H. Niu, D. D. Shi, T. R. Sun, X. F. Wu, W. W. Zhu, P. Jiang, B. Zhang