Le intense esplosioni radio provenienti da galassie lontane, dovute solitamente a fenomeni cosmici estremi che coinvolgono le stelle, sono classificate come Fast Radio Bursts (FRBs). Essi in genere durano al massimo pochi millisecondi e non si ripetono. Tuttavia di recente, il radiotelescopio CHIME in Canada ha rilevato uno strano e persistente segnale radio proveniente da una galassia a miliardi di anni luce da noi che sembra lampeggiare con sorprendente regolarità.

I ricercatori del MIT che si sono occupati delle osservazioni hanno etichettato il segnale come FRB 20191221A e attualmente è l’FRB di più lunga durata e con il più chiaro schema periodico rilevato finora. Questo nuovo segnale persiste fino a tre secondi, circa 1.000 volte più a lungo di un FRB medio. All’interno di questa finestra temporale, il team ha rilevato raffiche di onde radio che si ripetono ogni 0,2 secondi in un chiaro schema periodico, simile a un vero e proprio battito cardiaco cosmico.

Rilevare i Fast Radio Bursts

Da quando è stato scoperto il primo FRB nel 2007, centinaia di lampi radio simili sono stati rilevati in tutto l’Universo. I più recenti dal Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), un radiotelescopio interferometrico composto da quattro grandi riflettori parabolici. Si trova presso il Dominion Radio Astrophysical Observatory nella British Columbia, in Canada, e osserva continuamente il cielo durante la rotazione della Terra. È progettato per captare le onde radio emesse dall’idrogeno nelle primissime fasi dell’Universo.

Il telescopio è anche sensibile ai FRBs. Da quando ha iniziato a osservare il cielo nel 2018, CHIME ha rilevato centinaia di FRB provenienti da diverse parti del cielo.

CHIME sente un segnale radio a “battito cardiaco”

Il segnale è stato rilevato da CHIME il il 21 dicembre 2019 ed è potenzialmente molto insolito. Sembrava emettere uno schema regolare di onde radio: consisteva in una finestra di quattro giorni di esplosioni che si ripetevano ogni 16 giorni. Questo ciclo di 16 giorni indicava un modello periodico di attività con segnali di circa tre secondi a picchi periodici straordinariamente precisi. Come un vero e proprio battito cardiaco.

La sorgente del segnale si trova in una galassia lontana, a diversi miliardi di anni luce dalla Terra. Quale possa essere esattamente la sorgente rimane un mistero. Tuttavia, gli astronomi sospettano che il segnale possa provenire da una pulsar o da una magnetar, due diverse tipologie di stelle di neutroni. Nuclei collassati di stelle giganti, estremamente densi e in rapida rotazione, sono noti per emettere segnali periodici: mentre ruotano, producono un’emissione a raggiera simile a quella di un faro.

Da dove arriva questo segnale periodico?

Analizzandolo il segnale, i ricercatori del MIT hanno trovato delle somiglianze con le emissioni delle radio pulsar e delle magnetar della nostra galassia. La differenza principale è che FRB 20191221A sembra essere più di un milione di volte più luminoso.

Daniele Michilli, postdoc presso il Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT, sostiene che i lampi luminosi potrebbero provenire da una lontana radio pulsar o magnetar che normalmente è meno luminosa mentre ruota. E che, per qualche motivo sconosciuto, ha espulso una serie di scoppi brillanti, in una rara finestra di tre secondi che CHIME è stato fortunatamente in grado di cogliere. A tal proposito spiega:

CHIME ha rilevato molti FRB con proprietà diverse. Ne abbiamo visti alcuni che vivono all’interno di nubi molto turbolente, mentre altri sembrano trovarsi in ambienti puliti. Dalle proprietà di questo nuovo segnale, possiamo dire che intorno a questa sorgente c’è una nube di plasma che deve essere estremamente turbolenta.

Un segnale mai visto, ma che impareremo a conoscere

Il team del MIT spera di rilevare altri segnali periodici da questa sorgente. Essi possono aiutare a perfezionare la comprensione della sua sorgente e delle stelle di neutroni in generale. Inoltre, la frequenza dei burst e il modo in cui cambiano quando la sorgente si allontana dalla Terra potrebbero essere usati per misurare la velocità di espansione dell’Universo.

I telescopi di nuova generazione promettono di scoprire migliaia di FRB al mese, perciò sarà più probabile rilevare altri segnali periodici come quello sentito da CHIME. E riuscire a capire cosa possa causare questo segnale estremo, che non abbiamo mai visto prima.

Lo studio completo, pubblicato su Nature, è disponibile qui.

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