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Natura sconosciuta delle esplosioni radio cosmiche
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Video: Natura sconosciuta delle esplosioni radio cosmiche

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Anonim

Uno dei fenomeni cosmici più misteriosi sono i lampi radio veloci. Si tratta di segnali radio brevi, della durata di diversi millisecondi, di natura sconosciuta, risultanti dal rilascio di un'enorme quantità di energia. È passato più di un decennio dalla loro scoperta, ma gli astrofisici stanno ancora cercando di capire i meccanismi del loro verificarsi. I ricercatori citano stelle di neutroni, buchi neri e persino trasmettitori di civiltà aliene come possibili fonti.

Segnali misteriosi

Con i lampi radio veloci, in millisecondi, viene rilasciata tanta energia quanta ne ha emessa il Sole in diverse decine di migliaia di anni. L'ipotesi principale è che siano causati da eventi catastrofici, come la fusione di due stelle di neutroni, un lampo dall'evaporazione di un buco nero o la trasformazione di una pulsar in un buco nero. Per molto tempo si è creduto che i burst radio potessero verificarsi solo una volta, ma nel 2015 si è scoperto che il burst radio veloce FRB 121102 precedentemente registrato viene ripetuto in modo non periodico.

FRB 121102 si trova in una galassia nana a tre miliardi di anni luce dalla Terra e per diversi anni è rimasta l'unica fonte nota di lampi radio ricorrenti, nonostante attente ricerche. Tuttavia, a gennaio 2019, sulla rivista Nature è apparso un articolo degli scienziati della collaborazione canadese CHIME, in cui è stata riportata la ri-registrazione dei segnali da un'altra fonte - 180814. J0422 + 73. Il radiotelescopio interferometrico CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) ha registrato sei lampi radio veloci provenienti da una galassia distante 1,3 miliardi di anni luce.

I segnali nella loro struttura di frequenza e caratteristiche spettrali assomigliavano ai segnali di FRB 121102, il che indica un meccanismo simile della loro formazione e la stessa natura della sorgente. La scoperta indica l'esistenza di un tipo separato di lampi radio veloci, che non possono essere causati da eventi catastrofici proprio a causa del loro ripetersi.

Galassia silenziosa

Nell'agosto 2019, un team internazionale di scienziati ha identificato per la prima volta la fonte di un singolo lampo radio veloce FRB 180924, originato in una galassia distante quattro miliardi di anni luce.

Utilizzando l'interferometro radio ASKAP situato in Australia, gli astronomi hanno determinato la posizione della sorgente FRB, quindi hanno calcolato la distanza analizzando i dati dei telescopi terrestri Gemini, Keck e VLT. Si è scoperto che il brillamento radio si è verificato in un'enorme galassia delle dimensioni della Via Lattea, a 13 mila anni luce dal suo centro. Una caratteristica della galassia è l'assenza di processi per la nascita di nuove stelle.

Ciò è in contrasto con il segnale ripetitivo FRB 121102, che si trova nella regione di formazione stellare attiva. Pertanto, i burst radio veloci singoli e ripetitivi devono avere origini diverse. Nel caso di FRB 121102, il segnale radio sembrava passare attraverso un potente campo magnetico attorno a una magnetar, un tipo speciale di stella di neutroni.

Presto, gli astronomi del California Institute of Technology negli Stati Uniti riferirono della scoperta di un altro lampo radio veloce FRB 190523, avvenuto anche in un ambiente relativamente calmo, in una galassia analoga alla Via Lattea e distante 7,9 miliardi di anni luce. dalla Terra.

Entrambe queste scoperte smentiscono che i lampi radio veloci possono verificarsi solo nelle giovani galassie nane che contengono un gran numero di magnetar.

Otto gemelli

Nell'agosto 2019, un articolo della collaborazione canadese CHIME è apparso nel repository preprint di arXiv.org, che riportava il rilevamento di otto segnali radio ripetuti. Due sorgenti di segnali radio - FRB 180916 e FRB 181119 - hanno lampeggiato più di due volte (rispettivamente dieci e tre volte), il resto ha inviato segnali radio ripetuti solo una volta, con la pausa più lunga tra la registrazione delle onde radio di 20 ore. Secondo i ricercatori, questo potrebbe indicare che molti FRB sono in realtà ripetitivi, ma alcuni sono più attivi di altri.

La maggior parte degli otto nuovi lampi radio veloci ha mostrato una diminuzione della frequenza del segnale con ogni lampo ripetuto, che potrebbe essere la chiave per comprendere il meccanismo che produce questi fenomeni. Inoltre, FRB 180916 ha i tassi di dispersione del segnale più bassi, indicando la relativa vicinanza della sorgente alla Terra. Potrebbe anche aiutare a determinare la natura del burst radio, hanno concluso i ricercatori.

Stelle dell'inferno

Alla fine dell'estate 2019, gli scienziati del National Center for Radioastrophysics in India hanno riferito che le magnetar sono ancora una delle fonti più probabili di lampi radio veloci (almeno ripetitivi).

La magnetar anomala XTE J1810-197 è stata osservata con il Giant Metrewave Radio Telescope. Sono stati registrati impulsi di millisecondi di emissione radio, simili a flash dalla ripetizione di FRB 180814. J0422 + 73.

Questa magnetar si trova a 10 mila anni luce dalla Terra. È stato scoperto nel 2003 e ha gradualmente smesso di emettere emissioni radio nel 2008. Tuttavia, nel 2018 si è verificato un nuovo focolaio, che ha anche gradualmente iniziato a svanire. È interessante notare che le magnetar di solito non emettono emissioni radio e l'XTE J1810-197 è stata la prima fonte di emissione radio di questo tipo. La rarità di questo oggetto, come i lampi radio ripetitivi, ha portato gli scienziati a credere che entrambi i fenomeni possano essere correlati tra loro.

Buco rumoroso

Nel settembre 2019, gli astronomi cinesi hanno riferito di aver rilevato nuovi lampi radio ripetitivi veloci (FRB) da FRB 121102. I segnali sono stati rilevati con un radiotelescopio FAST di 500 metri con un ricevitore a 19 raggi nella provincia di Guizhou. Da fine agosto a settembre sono stati registrati più di 100 picchi, un numero record tra tutti gli FRB registrati.

A quel punto, gli scienziati iniziarono a supporre che FRB 121102 fosse un buco nero supermassiccio che supera la massa del Sole di 10-100 milioni di volte e genera un potente campo magnetico, e una stella di neutroni o plasma colpiti dal buco potrebbe essere il diretto fonte di bagliori. Un'altra possibile spiegazione è che FRB 121102 sia un plerione magnetizzato, una nebulosa alimentata dal vento stellare di una pulsar.

Sebbene i lampi radio veloci rimangano finora inspiegabili, nel 2019 sono stati presentati alla comunità scientifica molti dati che avvicinano gli astronomi alla soluzione. Si è scoperto che gli FRB possono essere ripetuti e probabilmente lo fanno molto spesso. In questo caso, sono generati da oggetti piuttosto esotici come stelle di neutroni (pulsar e magnetar), situati in un mezzo interstellare adatto. I lampi singoli si verificano in condizioni meno turbolente: galassie in cui la formazione stellare è molto lenta. Tali fenomeni, molto probabilmente, si verificano davvero a causa di processi catastrofici.

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