Il lampo radio veloce più lontano mai rilevato: l’importanza della scoperta

Un team internazionale di astronomi appartenenti allo European Southern Observatory (ESO) ha annunciato la scoperta di un'intensa emissione di onde radio provenienti dallo spazio profondo. Si tratta del lampo radio veloce più distante mai individuato. Questo lampo, con una durata dell'ordine di un millisecondo, si è originato in un gruppo di galassie in collisione ed è così distante che la sua luce ha impiegato circa 8 miliardi di anni per giungere a noi.

Questo lampo radio veloce (o FRB acronimo dell'inglese Fast Radio Burst), denominato FRB 20220610A, è interessante anche perché si tratta di uno dei più energetici mai rilevati, essendo stato prodotto da un processo fisico che ha rilasciato in una frazione di secondo l'equivalente dell'energia prodotta dal Sole in ben 30 anni.

L'analisi di questo lampo radio veloce aiuterà gli astronomi a gettare nuova luce sul fenomeno della cosiddetta massa “mancante” nell'universo. Approfondiamo insieme cosa sono i lampi radio veloci, perché sono importanti per gli astronomi e cosa afferma il nuovo studio.

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Cosa sono i lampi radio veloci

I lampi radio veloci, o FRB, sono emissioni estremamente energetiche di onde radio concentrate in impulsi della durata di millisecondi. Gli FRB sono un fenomeno cosmico stato scoperto solo in tempi recenti, nel 2007 per la precisione, e a oggi ne sono stati rilevati poco più di 600; solo di una ventina si conosce la galassia di provenienza.

Data la scarsità di eventi rilevati, è ancora molto dibattuta l'origine di questi impulsi radio. La teoria più comunemente accettata è che essi siano causati dalle magnetar, stelle di neutroni dotate di un immenso campo magnetico. Quest'ultimo accelera le particelle dotate di carica elettrica, come elettroni o protoni, a velocità prossime a quelle della luce, emettendo radiazione elettromagnetica nella banda radio.

Perché sono importanti in astronomia?

Studiando i lampi radio veloci, gli astronomi hanno subito notato che le loro caratteristiche sono compatibili con una natura extra-galattica, cioè proverrebbero da sorgenti al di fuori della nostra galassia, la Via Lattea. Questa caratteristica si rivela di fondamentale importanza poiché, muovendosi attraverso lo spazio tra le galassie, i lampi radio veloci vanno incontro ad un fenomeno di dispersione causato dalla materia che essi incontrano.

Il fenomeno della dispersione modifica la velocità a cui si propaga un'onda elettromagnetica in un mezzo. Nel vuoto una onda elettromagnetica si muove alla velocità della luce, ma in un mezzo, come l'acqua, la sua velocità diminuisce. Tale diminuzione dipende dall'indice di rifrazione del mezzo, che a sua volta dipende dalla lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica. Questo significa, per esempio, che in acqua una luce di colore blu e una luce di colore rosso si muovono a velocità diverse poiché hanno lunghezze d'onda diverse.

Nello spazio tra le galassie accade qualcosa di simile. Immaginate il lampo radio come un mazzo di fiori di vari colori, dove ogni fiore è una diversa lunghezza d'onda. Inizialmente, i fiori del mazzo si muovono tutti alla stessa velocità. Man mano che però incontrano la materia tra le galassie, ogni fiore diminuisce la sua velocità a seconda del mezzo che i fiori incontrano e della lunghezza d'onda di ogni fiore. Così facendo, quando gli astronomi rilevano un lampo radio veloce, ci sarà un piccolo ritardo nel tempo di arrivo delle varie lunghezze d'onda a causa della diversa velocità.

Misurando questo ritardo, gli astronomi possono risalire a quanta materia i lampi radio veloci hanno incontrato nel loro cammino. Ciò è di fondamentale importanza poiché potrebbe aiutare gli astronomi a scoprire dove si trova la materia barionica “mancante”. Gli astronomi infatti hanno trovato una discrepanza tra la materia che dovrebbe esserci nell'universo e quella osservabile attraverso i telescopi ottici. Una delle ipotesi è che questa materia si trovi nel mezzo intergalattico, cioè nel materiale disperso tra le varie galassie, ma trovarla non è semplice poiché emetterebbe pochissima radiazione elettromagnetica.

I dettagli dello studio

Il lampo radio veloce oggetto dell'articolo pubblicato sulla prestigiosa rivista Science è stato scoperto nel giugno 2022 dal radiotelescopio ASKAP in Australia. Solo recentemente però, è stato possibile determinarne la provenienza grazie alle immagini in banda ottica del Very Large Telescope in Cile. Si è scoperto così che il lampo radio veloce FRB 20220610A, della durata di meno di un millisecondo, proviene da un gruppetto di galassie in collisione la cui luce ha impiegato 8 miliardi di anni per arrivare a noi, battendo il record precedente di ben il 50%. Misurando la distanza di provenienza e l'energia misurata con il radiotelescopio, gli astronomi hanno potuto calcolare anche l'energia del processo fisico che ha originato questo lampo radio veloce, che è equivalente a tutta l'energia emessa dal Sole in 30 anni di attività.