Dalla loro scoperta nel 2007, i fast radio burst – lampi estremamente energetici a radiofrequenza – hanno illuminato ripetutamente il cielo, portando gli astronomi alla ricerca delle loro origini. Attualmente i fast radio burst, o Frb, confermati sono centinaia e gli scienziati hanno raccolto prove sempre più evidenti di ciò che li innesca: stelle di neutroni altamente magnetizzate, note come magnetar. Una prova fondamentale è arrivata quando una magnetar è esplosa nella nostra galassia e diversi osservatori, tra cui il progetto Stare2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2) del Caltech, hanno ripreso il fenomeno in tempo reale.
Ora, sulla rivista Nature, i ricercatori del Caltech riportano di aver scoperto dove è più probabile che si verifichino gli Frb, ossia in galassie in formazione stellare massicce piuttosto che in quelle a bassa massa. Lo studio suggerisce che queste stelle “morte”, il cui campo magnetico è 100mila miliardi di volte più forte di quello terrestre, spesso si formano quando due stelle si fondono e poi esplodono in una supernova. Prima non era chiaro se l’origine delle magnetar fosse questa o se si formassero dall’esplosione di una singola stella.
«L’immensa potenza delle magnetar le rende tra gli oggetti più affascinanti ed estremi dell’universo», dice Kritti Sharma del Caltech, autrice principale del nuovo studio. «Si sa molto poco di ciò che causa la formazione delle magnetar alla morte delle stelle massicce. Il nostro lavoro aiuta a rispondere a questa domanda».
Il progetto è iniziato con la ricerca di Frb utilizzando il Deep Synoptic Array-110 (Dsa-110), un progetto del Caltech finanziato dalla National Science Foundation che si trova presso l’Owens Valley Radio Observatory, vicino a Bishop, in California. A oggi, il grande array radio ha rilevato e localizzato 70 Frb nella loro galassia di origine (solo altri 23 Frb sono stati localizzati da altri telescopi). Nello studio attuale, i ricercatori hanno analizzato 30 di questi Frb. «Dsa-110 ha più che raddoppiato il numero di Frb con galassie ospiti note», osserva Vikram Ravi del Caltech.
Sebbene sia noto che gli Frb si verificano in galassie che stanno attivamente formando stelle, il team ha scoperto con sorpresa che gli Frb tendono a verificarsi più spesso in galassie massicce rispetto a quelle in formazione stellare a bassa massa. Questo risultato è interessante perché in precedenza si pensava che gli Frb si verificassero in tutti i tipi di galassie attive.
Le galassie massicce tendono a essere ricche di metalli perché i metalli – elementi prodotti dalle stelle, più pesanti dell’idrogeno e dell’elio – richiedono tempo per accumularsi nel corso della storia cosmica. Il fatto che gli Frb siano più comuni in queste galassie ricche di metalli implica che anche la fonte degli Frb, le magnetar, sia più comune in questo tipo di galassie. «Nel corso del tempo, con la crescita delle galassie, le generazioni successive di stelle arricchiscono le galassie di metalli mentre si evolvono e muoiono», spiega Ravi.
Inoltre, le stelle massicce che esplodono in supernove e possono diventare magnetar si trovano più comunemente in coppia. Infatti, l’84 per cento delle stelle massicce sono binarie. Quindi, quando una stella massiccia in una binaria si “gonfia” a causa dell’abbondante contenuto di metalli, il materiale in eccesso viene trascinato verso la sua stella compagna, facilitando la fusione delle due stelle. Queste stelle fuse hanno un campo magnetico combinato maggiore di quello di una singola stella.
In sintesi, poiché gli Frb sono osservati maggiormente in galassie in formazione stellare massicce e ricche di metalli, allora le magnetar (che si pensa possano innescare gli Frb) si stanno probabilmente formando in ambienti ricchi di metalli, che favoriscono la fusione di due stelle. I risultati suggeriscono quindi che le magnetar nell’universo abbiano origine dai resti delle fusioni stellari.
In futuro, il team spera di individuare altri Frb e i loro luoghi di origine utilizzando Dsa-110, e poi Dsa-2000, un array radio ancora più grande che dovrebbe essere costruito nel deserto del Nevada e completato nel 2028. «Questo risultato è una pietra miliare per l’intero team Dsa. Molti degli autori di questo articolo hanno contribuito alla costruzione di Dsa-110», conclude Ravi. «E il fatto che Dsa-110 sia così bravo a localizzare gli Frb fa ben sperare per il successo di Dsa-2000».
Fonte: Media INAF
