Sono tra i fenomeni astrofisici più intriganti del cosmo: potentissimi lampi radio di breve durata, che provengono dallo spazio profondo al di fuori della nostra galassia. Questi eventi sono assai difficili da osservare a causa della loro casualità, mentre la breve durata li rende praticamente impossibili da seguire con diversi telescopi allo stesso tempo. Il 28 aprile di quest’anno però, è successo qualcosa di sorprendente. Per la prima volta un lampo radio è stato avvistato all’interno della nostra galassia! Sono stati raccolti dati preziosi e si è avvalorata un’ipotesi piuttosto affascinante: forse provengono da oggetti stellari altrettanto esotici e misteriosi, le magnetars!

In gergo si chiamano FRB (acronimo di Fast Radio Burst) e sono brevi lampi di raggi radio ad alto flusso che provengono dallo spazio ed investono il nostro pianeta. Sono stati osservati per la prima volta nel 2001 e da allora vi sono stati più di 110 rilevamenti, provenienti da tutte le direzioni.

Questo video mostra la provenienza random dei FRB. Credit: T. Jarrett (IPAC/Caltech); B. Saxton, NRAO/AUI/NSF

Le caratteristiche di queste radiazioni suggeriscono un’origine extragalattica, rendendo la loro natura ancora più difficile da spiegare: se a Terra il flusso elettromagnetico di un FRB è comparabile con quello di un cellulare posto sulla Luna, la corrispondente intensità alla sorgente può arrivare fino a 500 milioni di volte quella del Sole.

In astrofisica abbiamo imparato che eruzioni di tale potenza possono verificarsi in corrispondenza di eventi catastrofici come il collasso di una stella o la fusione di oggetti compatti. È questo il caso dei lampi di raggi gamma (i famosi GRB – Gamma Ray Burst), ma nel caso dei lampi radio la spiegazione dev’essere un’altra. Infatti, in alcuni casi si sono osservate emissioni ripetute da uno stesso FRB, in alcuni casi addirittura periodiche, escludendo definitivamente che possano essere causati da fenomeni distruttivi. Tuttavia, data la grande quantità di energia, si è fatta strada l’idea che un oggetto compatto debba comunque essere coinvolto, possibilmente dotato di un eccezionale campo magnetico. Ecco perché si è pensato a loro: le magnetars.

Le stelle compatte più magnetiche del cosmo

Al termine della vita di una stella si verificano scenari diversi a seconda della sua massa. Le stelle di grossa taglia, da circa 10 volte la massa del Sole in su, andranno incontro ad un’esplosione che prende il nome di Supernova: gli strati più esterni vengono espulsi, mentre il nucleo collassa a formare un oggetto compatto. Per le stelle più massicce questo residuo sarà un buco nero; negli altri casi il risultato è meno estremo, ma altrettanto sorprendente: una stella di neutroni. La compressione gravitazionale del collasso infatti, può alterare la materia sub-nucleare, deformando le particelle e modificandone la specie, fino ad ottenere un oggetto fatto soltanto di neutroni. Queste stelle ruotano ad altissima velocità e producono un getto di radiazione che può periodicamente investire la Terra (proprio per via della pulsazione osservata, queste stelle sono chiamate comunemente pulsars). Il loro campo magnetico è mediamente mille miliardi di volte più intenso di quello terrestre, ma in alcuni casi si registrano valori altre mille volte ancora più grandi: è questo il caso delle magnetars.

La gravità tende ad attirare la materia verso il centro, ma l’energia del campo magnetico distorce la forma superficiale della stella. Si instaurano tensioni che provocano violenti scosse associate a giganteschi rilasci di energia. Da Terra, rileviamo dei segnali nei raggi X che abbiamo imparato ormai a riconoscere: circa 30 magnetars sono state localizzate nella nostra galassia. Una di queste, nel mese di aprile, ci ha regalato uno spettacolo inatteso.

La sorprendente osservazione del 28 aprile

Di preciso era il 27 aprile, quando diversi strumenti spaziali a raggi X, tra cui SWIFT, AGILE e NICER, hanno rilevato un potente segnale elettromagnetico provenire dalla direzione di SGR 1935+2154, una magnetars della nostra galassia a circa 30mila anni luce da noi. Questo oggetto era già noto agli astronomi e queste osservazioni erano compatibili con la sua normale attività esplosiva, ma il giorno seguente è accaduto l’imprevedibile. Osservatori radio come CHIME e STARE2 hanno registrato un FRB provenire proprio da quella direzione! Verrebbe istintivo attribuire i due segnali alla stessa sorgente, ma diverse questioni vanno considerate con cautela. Per prima cosa, non era mai stato visto un segnale anticipare l’arrivo di un FRB; inoltre, non era mai successo che la potenza del lampo radio mandasse in saturazione i ricevitori di CHIME.

Probabilmente, l’origine galattica del segnale spiegherebbe entrambe le questioni. Da un’altra galassia infatti, i raggi X di questo evento non sarebbero stati apprezzabili [1], mentre il segnale radio sarebbe apparso esattamente come quelli che osserviamo di solito noi.

Per avere ricostruzioni accurate bisognerà attendere articoli scientifici approfonditi (e dato il grande numero di collaborazioni internazionali coinvolte nelle osservazioni, è possibile che i tempi siano piuttosto lunghi). Di sicuro però, già solo i grezzi segnali osservati saranno benzina per la fantasia dei ricercatori e forse, chissà, anche per le loro equazioni.

[1.] Intervista a Sandro Mereghetti, INAF/IASF Milano.