segnale radio lampeggiante proveniente dalla galassia

Misterioso segnale radio lampeggiante vicino al centro della galassia

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All’inizio del 2020, abbiamo rilevato un segnale radio insolito proveniente da qualche parte vicino al centro della nostra galassia

Le onde radio nel segnale avevano una “polarizzazione circolare” non comune, il che significa che il campo elettrico nelle onde radio si muove a spirale mentre le onde viaggiano nello spazio.

Abbiamo prima individuato il segnale utilizzando l’Australian Square Kilometer Array Pathfinder Telescope (ASKAP), poi lo abbiamo seguito altri telescopi in tutto il mondo e nello spazio. Nonostante i nostri migliori sforzi, non siamo ancora in grado di capire esattamente cosa abbia prodotto queste misteriose onde radio.

Indice

Uno strano segnale dal cuore della Via Lattea

Abbiamo osservato il cielo con ASKAP per tutto il 2020 e il 2021 alla ricerca di nuovi oggetti insoliti, in un progetto chiamato rilevamento Variables and Slow Transients (VAST).

segnale radio lampeggiante proveniente dalla galassia
Sebastian Zentilomo/University of Sydney, Author provided

La maggior parte delle cose che gli astronomi vedono nello spazio sono abbastanza stabili e non cambiano molto sulla scala temporale umana. Ecco perché gli oggetti che cambiano (noti come variabili) o appaiono e scompaiono (noti come transitori) sono così interessanti.

I transitori sono solitamente collegati ad alcuni degli eventi più energetici e violenti dell’Universo, come la morte di stelle massicce. L’ultimo decennio ha visto migliaia di eventi scoperti a lunghezze d’onda ottiche e dei raggi X, ma le lunghezze d’onda radio sono in gran parte non sfruttate.

Quando abbiamo guardato verso il centro della nostra galassia (la Via Lattea), abbiamo trovato una fonte che abbiamo chiamato ASKAP J173608.2-321635 (questo nome accattivante deriva dalle sue coordinate nel cielo). Questo oggetto era unico in quanto inizialmente era invisibile, diventava luminoso, svaniva e poi riappariva. Questo comportamento è stato straordinario.

Immagine ASKAP della regione del Centro Galattico. 
I piccoli riquadri mostrano lo spegnimento e l'accensione della sorgente nelle immagini del telescopio MeerKAT.
Immagine ASKAP della regione del Centro Galattico. 
I piccoli riquadri mostrano lo spegnimento e l’accensione della sorgente nelle immagini del telescopio MeerKAT. Autore fornito

Oltre a cambiare nel tempo, il segnale era polarizzato circolarmente. I nostri occhi non possono distinguere tra luce polarizzata e non polarizzata, ma ASKAP ha l’equivalente di occhiali da sole polaroid per le onde radio.

Le sorgenti radio polarizzate sono estremamente rare: potremmo trovare meno di dieci sorgenti polarizzate circolarmente su migliaia. Quasi tutte sono sorgenti che comprendiamo bene, come le pulsar (i resti in rapida rotazione e altamente magnetizzati di stelle esplose) o stelle nane rosse altamente magnetizzate.

Trovare più prove

Indagare su un nuovo oggetto astronomico è un po’ come un lavoro da detective. Abbiamo bisogno di prove per determinare di cosa si tratta.

Sulla base dei nostri dati ASKAP, abbiamo pensato che il nuovo oggetto potesse essere una pulsar o una stella fiammeggiante: entrambi i tipi di oggetti possono essere polarizzati e cambiare di luminosità. Tuttavia, avevamo bisogno di trovare più indizi.

Successivamente abbiamo osservato la sorgente con il radiotelescopio Parkes nel New South Wales per decidere se fosse una pulsar. Tuttavia, queste osservazioni non hanno prodotto nulla.

Abbiamo quindi provato il radiotelescopio MeerKAT più sensibile in Sud Africa. Poiché il segnale era intermittente, lo abbiamo osservato per 15 minuti ogni poche settimane, sperando di vederlo di nuovo. Fortunatamente, il segnale è tornato, ma il comportamento della sorgente era ora drammaticamente diverso. La fonte è scomparsa nel corso di un solo giorno, anche se era durata settimane nelle nostre precedenti osservazioni ASKAP.

curva di luce radio
Curva di luce radio che mostra come ASKAP J173608.2-321635 varia nel tempo. Autore fornito

È sempre una buona idea indagare da più punti di vista. I telescopi che lavorano ad altre lunghezze d’onda possono servire come un altro paio di occhi per aiutarci a trovare nuovi indizi.

Dopo il rilevamento MeerKAT, abbiamo cercato la sorgente nei raggi X (usando l’Osservatorio spaziale Neil Gehrels Swift e l’Osservatorio a raggi X Chandra) e nell’infrarosso (usando il telescopio Gemini in Cile). Tuttavia, non abbiamo visto nulla.

Ancora un mistero

Abbiamo osservato questo strano oggetto a più lunghezze d’onda utilizzando telescopi in tre continenti e nello spazio. Cosa possiamo dire di cosa sia in realtà?

Può essere una stella? Sembra improbabile perché anche le stelle emettono gran parte della loro luce nell’ottica e nell’infrarosso (come il Sole), ma non rileviamo nulla a queste lunghezze d’onda.

Può essere una pulsar? Come il nostro segnale, le pulsar producono onde radio polarizzate e possono variare notevolmente in luminosità. Ma la caratteristica delle pulsar sono gli impulsi rapidi da millisecondi a secondi, e non li abbiamo rilevati con Parkes o MeerKAT.

La vicinanza della fonte al centro della nostra galassia è un indizio? Negli ultimi 15 anni, sono state scoperte una serie di intriganti sorgenti radio verso il centro galattico (inclusa una soprannominata “ruttatrice cosmica“). Non sappiamo cosa siano, ma sono fantasiosamente chiamati Galactic Center Radio Transient (GCRT).

Sono correlati a ASKAP J173608.2-321635? Ci sono alcune somiglianze, ma ci sono anche differenze. E anche i noti GCRT mostrano diversità e potrebbero non condividere un’origine comune. Quindi il nostro segnale radio è ancora un mistero.

Continueremo ad osservare questa fonte in modi nuovi. È solo la prima di molte insolite sorgenti transitorie che ci aspettiamo di trovare con il potente array ASKAP.

Autore

Ziteng Wang, PhD researcher, University of Sydney; David Kaplan, Associate professor of Physics, University of Wisconsin-Milwaukee, and Tara Murphy, Professor, University of Sydney