Lampo radio colto in flagrante

Rappresentazione artistica di un Fast Radio Burst (FRB) il cui segnale polarizzato viene captato dal radiotelescopio di Parkes in Australia. Crediti: Swinburne Astronomy Productions

Dalla loro scoperta, nel 2007, nessuno era mai riuscito ad osservarne uno “in diretta”, ovvero, nel momento in cui si manifesta. Questo perché i cosiddetti Lampi radio veloci (Fast Radio Burst, FRB) sono brevissimi – la loro durata è di appena qualche millesimo di secondo – e possono presentarsi senza alcun preavviso praticamente in qualunque punto della volta celeste. Ora però un team internazionale di astronomi, tra cui Andrea Possenti, dell’INAF, ha osservato uno di questi lampi radio nel momento del suo arrivo a terra, captandolo con il radiotelescopio australiano da 64 metri di diametro di Parkes, appartenente al Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO).

«Questi eventi erano di solito scoperti settimane o mesi dopo la loro comparsa. Noi siamo i primi ad averne osservato uno in tempo reale» dice Emily Petroff, prima autrice dell’articolo che descrive la scoperta pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Emily Petroff è studentessa di dottorato del CSIRO e della Swinburne University  of Technology di Melbourne, in Australia, e membro dell’ARC Centre for All-sky Astrophysics (CAASTRO).

Grazie a questa osservazione, appena pochi secondi dopo l’evento, avvenuto il 14 maggio del 2014 e quindi denominato FRB140514,  il team ha subito attivato una serie di osservazioni con altri strumenti – dalle onde radio fino ai raggi X – puntati il più rapidamente possibile in direzione della regione di cielo del lampo radio. Dodici telescopi, in Australia, California, Isole Canarie, Germania, Hawaii e nello spazio, tutti uniti per cercare di indagare l’origine di questi enigmatici ed imprevedibili segnali. Tuttavia, l’analisi dei dati raccolti non ha rivelato alcuna controparte nella banda della luce visibile e nemmeno nel vicino infrarosso, nel vicino ultravioletto e nei raggi X.

«La mancata osservazione di un segnale in altre bande elettromagnetiche non ci permette di dire quale sia la natura degli FRB – spiega Andrea Possenti, direttore dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Cagliari –  ma ci permette di cominciare a escludere qualche ipotesi, come quella che essi siano associati a normali eventi di Supernova che hanno luogo nell’Universo vicino a noi».

Altrettanto difficile da calcolare è pure la distanza percorsa da questi segnali. L’analisi delle proprietà di quello osservato ‘in diretta’, basata sulla registrazione di tempi di arrivo leggermente diversi al variare della lunghezza d’onda di osservazione, indica che la sorgente doveva trovarsi fino a 5,5 miliardi di anni luce da noi. «Dai calcoli – spiega Daniele Malesani, astronomo italiano presso l’Università di Copenhagen, che ha partecipato alla campagna osservativa successiva alla scoperta del FRB –  si può stimare che in pochi millesimi di secondo quella sorgente ha liberato tanta energia quanta quella che in nostro sole irraggia in un giorno intero».

Il team è poi riuscito a misurare per la prima volta un’altra caratteristica del FRB: la polarizzazione del segnale radio del Lampo. La polarizzazione può essere pensata come la direzione in cui le onde elettromagnetiche ‘vibrano’ mentre si propagano nello spazio ed è di tipo lineare o circolare. L’emissione radio associata al lampo osservato in tempo reale indica una polarizzazione circolare superiore al 20 per cento, mentre non si è registrata significativa polarizzazione lineare. «Sono rare – precisa Possenti – le sorgenti cosmiche conosciute aventi una emissione radio con significativa polarizzazione circolare e bassa o nulla polarizzazione lineare. Ciò farebbe pensare a un processo di emissione che avviene in vicinanza di campi magnetici e di un gas elettricamente carico. Da un lato i campi magnetici favorirebbero la generazione di polarizzazione circolare, mentre la loro combinazione con il gas carico potrebbe rendere impossibile la osservazione della polarizzazione lineare.  E’ interessante notare che condizioni simili si riscontrano in vicinanza del centro delle galassie. Comunque, capiremo davvero la natura degli FRB – conclude Possenti – quando ne cattureremo uno in un’altra banda dello spettro elettromagnetico».

Oltre a Possenti, al più promettente esperimento che da la caccia a sorgenti di questo tipo, denominato SUPERB (SUrvey for Pulsars & Extragalactic Radio Bursts), partecipano Marta Burgay dell’INAF-Osservatorio di Cagliari e Caterina Tiburzi (associata INAF e dottoranda presso l’Università di Cagliari), che spiegano: «Ci aspettiamo di catturare da 5 a 10 altri FRB in flagrante nel 2015». SUPERB ha base a Parkes, ma coinvolge numerosi strumenti, fra cui SRT, il grande  radiotelescopio dell’INAF collocato in Sardegna.

Per saperne di più:

• l’articolo A real-time fast radio burst: polarization detection and multiwavelength follow-up di E. Petroff et al. pubblicato online sul sito web della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Fonte: Media INAF | Scritto da Marco Galliani