Lampi radio ultraveloci sconosciuti riappaiono in tempo reale

Esteso per centinaia di metri in una circonferenza spalancata che lascia un'impronta quasi vuota sulla superficie terrestre, l'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico sembrerebbe dare a uno spettatore a volo d'uccello lo stesso aspetto che i crateri lunari fanno per l'occhio umano quando osservati dalla Terra. Considerando che è uno dei più grandi del pianeta, l'Osservatorio di Arecibo è anche uno dei pochi telescopi che si sta sforzando di aprire la strada a una comprensione più profonda del campo in gran parte sconosciuto dello spazio extragalattico. Sebbene non consumi così tanto la quantità di spazio fisico che domina, l'Osservatorio di Parkes in Australia (che misura un modesto diametro di 64 metri) ha anche suscitato molto interesse nella comunità degli astrofisici da quasi un decennio. 

Ciò è dovuto in gran parte all'astrofisico Duncan Lorimer, che è stato uno dei primi ricercatori dell'Osservatorio Parkes ad aver portato alla luce un tipo unico e raro di attività spaziale: lampi radio ultraveloci che provenivano, come suggerirebbero i dati, da un lontano e posizione molto distante al di fuori della nostra Via Lattea.

Tutto è iniziato nel 2007, quando Lorimer e il suo team stavano setacciando le vecchie registrazioni dei dati del telescopio del 2001 e, per caso, si sono imbattuti in un'onda radio casuale, singola e molto intensa di una fonte sconosciuta. Questa singolare onda radio, sebbene durasse solo un millisecondo, è stata vista emettere più energia di quanta ne farebbe il sole in un milione di anni. La stranezza di questo FRB (fast radio burst) sembrò solo attirare più attenzione quando il team iniziò a studiare esattamente da dove provenisse inizialmente questo potente evento della durata di un millisecondo. 

Attraverso una misurazione dell'effetto collaterale astronomico chiamato dispersione del plasma - un processo che determina essenzialmente la quantità di elettroni con cui le onde radio sono venute in contatto lungo il loro percorso verso l'atmosfera terrestre - hanno determinato che questi veloci lampi radio provenivano da ben oltre i perimetri della nostra galassia. Infatti, le misurazioni della dispersione hanno indicato che il lampo radio veloce osservato nel 2011 aveva avuto origine da oltre un miliardo di anni luce di distanza. Per metterlo in prospettiva, la nostra galassia misura solo 120,000 anni luce nel suo diametro. Si è visto che queste onde provenivano da 5.5 miliardi di anni luce di distanza.

Per quanto eccitante possa essere sembrata questa scoperta all'epoca per la comunità degli astrofisici, le registrazioni più recenti di esplosioni radio veloci, che sono state ancora una volta rilevate all'Osservatorio di Parkes in Australia, iniziano a riempire un altro tassello importante di questo puzzle extragalattico. Il team in Australia non solo ha registrato uno degli unici sette lampi radio veloci (a nostra conoscenza) degli ultimi 10 anni, ma è stato anche in grado di catturare l'evento in tempo reale. Grazie alla loro preparazione, il team è stato in grado di allertare altri telescopi in tutto il mondo per dirigere la loro attenzione sulla parte corretta del cielo ed eseguire scansioni sussidiarie sui lampi per vedere quali (se presenti) lunghezze d'onda potevano essere rilevate. 

Da queste osservazioni, gli scienziati hanno appreso informazioni importanti che potrebbero non dirci esattamente da cosa o da dove provengano gli FRB, ma screditano ciò che non sono. Alcuni sosterrebbero che sapere cosa non è qualcosa è altrettanto importante quanto sapere cosa è, in particolare quando si ha a che fare con la materia potenzialmente oscura, poiché su questo argomento si sa molto meno di qualsiasi altra facoltà nello spazio.

Quando c'è una grande mancanza di conoscenza, sono destinate a sorgere teorie scientifiche sia solide che assurde. Tale è stato il caso dei misteriosi lampi radio, in cui Lorimer ha predetto che la situazione non farà che proliferare nel prossimo decennio, affermando che "Per un po', ci saranno più teorie che singoli lampi rilevati". 

È stato persino sentito sostenere la congettura che queste esplosioni potrebbero persino essere un segno di intelligenza extraterrestre. Duncan Lorimer, l'astrofisico che ha guidato la squadra all'Osservatorio di Parkes e da cui da allora gli FRB hanno preso il nome, è stato sentito giocare con l'idea che queste onde potessero essere il risultato di un amichevole marziano che tentava di mormorare un "ciao" mattutino da qualche galassia lontana e lontana. Lorimer è stato citato durante un'intervista con NPR, affermando che "ci sono state persino discussioni in letteratura sulle firme di civiltà extraterrestri", anche se deve ancora confermare se sostiene pienamente queste accuse. 

In effetti, la maggior parte della comunità scientifica sembra un po' riluttante a dare peso a queste, oa qualsiasi altra speculazione in quanto sono proprio questo; teorie senza alcuna prova del suono.

Prima ancora che esistessero teorie da contestare, tuttavia, gli scienziati credevano (fino a poco tempo fa) che gli FRB che Lorimer aveva originariamente raccolto dai dati nel 2001 avessero una causa e una posizione che erano molto più locali nel terreno e anche meno originali. in origine. Mentre Lorimer e il suo team avevano raccolto un'istanza di un FRB dai loro dati del 2011, non c'erano altri casi registrati di queste onde radio prodotte né all'interno del set di dati dell'Osservatorio Parkes né da altri dispositivi simili in tutto il mondo. E poiché gli scienziati sono noti per essere molto scettici nei confronti di qualsiasi singolo rapporto o studio prodotto senza una sorta di conferma da parte di terzi, le esplosioni di Lorimer sono state cancellate come un colpo di fortuna della tecnologia che l'aveva rilevato per la prima volta. Questo sospetto sembrò solo aumentare quando nel 2013 altre quattro esplosioni furono rilevate dal telescopio Parkes, eppure questa volta gli FRB mostrarono tratti che tracciavano molte spiacevoli somiglianze con un'interferenza radio nota per essere di origine terrestre: i peryton.

Gli scienziati sono stati in grado di concludere dalle misure di alta dispersione delle esplosioni di Lorimer che provenivano da una regione astronomica. La scienza tecnica alla base di questa misurazione, che aiuterà a capire perché queste onde sono state scambiate per peryton, è in realtà abbastanza semplice. Più un oggetto è lontano, più plasma deve interagire con (cioè ioni carichi), il che spesso si traduce in uno spettro disperso, il che significa che le frequenze più lente arriveranno dopo quelle più veloci. Lo spazio tra questi tempi di arrivo indicherà tipicamente una fonte di origine che si trova all'interno o all'esterno dei perimetri della nostra galassia. Questo tipo di spettro di dispersione generalmente non si verifica con gli oggetti trovati all'interno della nostra galassia, ad eccezione dell'insolito caso dei peryton. Pur deridendo il comportamento di una sorgente che proviene dallo spazio extragalattico, i peryton sono in realtà di origine terrestre e, come le esplosioni di Lorimer, sono stati osservati solo dall'Osservatorio di Parkes. 

Ora puoi iniziare a vedere come gli scienziati che originariamente proposero che la fonte degli FRB fosse di origine celeste stavano iniziando a essere distrutti dalla loro stessa tecnologia, un semplice errore che può essere attribuito solo a una mancanza di diversità all'interno dei loro campionamenti. I miscredenti e gli oppositori stavano rapidamente diventando sempre più riluttanti a concedere a queste onde lo stato extragalattico, tanto quanto un evento unico, fino a quando non avevano confermato gli avvistamenti di queste onde da un altro telescopio in una posizione separata. Lorimer ha persino convenuto che le sue scoperte non avrebbero ricevuto il tipo di legittimità scientifica richiesta dalla comunità fino a quando la conferma da parte di un altro osservatorio non fosse stata registrata utilizzando "gruppi diversi [e], attrezzature diverse".

Nel novembre del 2012, le preghiere disperate di Lorimer e di altri ricercatori che credevano che questi FRB provenissero dall'esterno della nostra galassia hanno avuto la loro risposta. FRB12110, un lampo radio veloce dello stesso tipo segnalato in Australia, è stato rilevato all'Osservatorio di Arecibo a Porto Rico. La distanza tra Porto Rico e l'Australia - circa 17,000 chilometri - è proprio il tipo di spazio che i ricercatori speravano di mettere tra gli avvistamenti di FRB, ora potrebbero confermare che queste lunghezze d'onda aliene non erano un'anomalia del telescopio Parkes o della sua posizione.

Ora che questi FRB hanno dimostrato la loro legittimità all'interno dello studio dell'astrofisica, il passo successivo è scoprire da dove provengono effettivamente questi lampi e cosa li sta causando. I test al telescopio SWIFT hanno confermato la presenza di 2 sorgenti di raggi X nella direzione dell'FRB, ma a parte questo non sono state rilevate altre lunghezze d'onda. Non rilevando nessun altro tipo di attività nello spettro delle altre lunghezze d'onda, gli scienziati sono stati in grado di escludere molte altre teorie contrastanti dall'essere considerate come spiegazioni valide per le origini dell'FRB. 

Oltre a non osservare questi lampi in nessun'altra lunghezza d'onda, hanno scoperto che gli FRB erano polarizzati circolarmente piuttosto che lineari, indicando che dovevano trovarsi anche in presenza di un potente campo magnetico. Attraverso il processo di eliminazione, gli scienziati sono stati in grado di suddividere le possibili fonti di queste esplosioni in tre categorie: buchi neri che collassano (ora noti come blitzar), bagliori giganti prodotti da magnetar (stelle di neutroni con un campo magnetico elevato) o che sono il risultato di collisioni tra stelle di neutroni e buchi neri. Tutte e tre le teorie hanno il potenziale a questo punto per essere valide, poiché le informazioni che non conosciamo su queste potenti esplosioni superano ancora le conoscenze che abbiamo catalogato.