I ricercatori hanno individuato un collegamento tra le esplosioni radio veloci e i magnetar, stelle di neutroni estremamente magnetizzate, che spesso si formano dalla fusione di stelle massicce in galassie in fase di formazione stellare. Utilizzando il Deep Synoptic Array-110, hanno identificato 70 FRB e hanno scoperto che queste esplosioni sono più frequenti nelle galassie massive e ricche di metalli, suggerendo che le condizioni favorevoli per le FRB siano anche ideali per la formazione dei magnetar.
Svelare il Mistero delle Esplosioni Radio Veloci
Dal loro primo avvistamento nel 2007, le esplosioni radio veloci (FRB) – impulsi estremamente energetici di onde radio – hanno attirato l’attenzione degli astronomi, che hanno cercato di identificarne le origini. Centinaia di queste esplosioni sono state confermate e si ritiene che siano probabilmente generate da stelle di neutroni altamente magnetizzate, conosciute come magnetar. Questi oggetti, residui di stelle massicce esplose in supernove, sono tra le strutture più dense dell’universo.
Un importante supporto alla teoria del magnetar è arrivato quando un magnetar nella nostra galassia è esploso e diversi osservatori, tra cui il progetto STARE2 del Caltech (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), hanno registrato l’evento in tempo reale.
In uno studio recente pubblicato su Nature, un team guidato dal Caltech ha individuato le zone in cui le FRB sono più probabili: nelle galassie massive in formazione stellare anziché in quelle di minori dimensioni e massa. Questa scoperta fornisce nuove intuizioni sulla formazione dei magnetar.
Lo studio suggerisce che queste stelle morte insolite, con campi magnetici 100 trilioni di volte più intensi di quello terrestre, si formino spesso quando due stelle si fondono e successivamente esplodono come supernove. In precedenza non era chiaro se i magnetar si formassero da due stelle in fusione o da una singola stella.
Intuizioni sulla Formazione dei Magnetar
Kritti Sharma, autrice principale dello studio, sottolinea che la potenza dei magnetar li rende tra gli oggetti più affascinanti ed estremi dell’universo. Il team ha contribuito a rispondere a domande cruciali sulla formazione di questi oggetti misteriosi.
Il progetto è iniziato con la ricerca delle FRB utilizzando il Deep Synoptic Array-110 (DSA-110), un progetto del Caltech finanziato dalla National Science Foundation e situato presso l’Owens Valley Radio Observatory vicino a Bishop, in California. Finora, l’array radio ha individuato e localizzato 70 FRB nella loro galassia di origine, un numero significativamente superiore rispetto ad altri telescopi.
Occorrenze di FRB nelle Galassie in Formazione Stellare
Vikram Ravi sottolinea che il DSA-110 ha ampliato notevolmente il numero di FRB conosciute nelle galassie ospitanti. Anche se si sapeva che le FRB si verificano nelle galassie in cui si formano stelle, il team ha scoperto che le FRB sono più comuni nelle galassie massive in formazione stellare rispetto a quelle di minori dimensioni, una scoperta sorprendente che sfida le precedenti ipotesi.
Galassie Ricche di Metalli: Un Punto Caldo per i Magnetar
Con queste nuove informazioni, il team ha iniziato a riflettere sul significato di tali risultati sulle FRB. Le galassie massive sono spesso ricche di metalli, poiché gli elementi metallici nell’universo impiegano tempo per accumularsi. La presenza più frequente di FRB in queste galassie implica che i magnetar, le presunte fonti delle FRB, siano più comuni in tali ambienti.
Le stelle ricche di metalli tendono a crescere più delle altre stelle, poiché le generazioni successive arricchiscono le galassie di metalli mentre evolvono e muoiono. Inoltre, le stelle massive che esplodono in supernove e possono diventare magnetar sono spesso in coppie, facilitando la fusione finale e la formazione di stelle con campi magnetici combinati più intensi.
In sintesi, i risultati suggeriscono che i magnetar si formano da fusioni stellari in ambienti ricchi di metalli, come le galassie massive in formazione stellare, dove le FRB sono più frequenti.
Piani Futuri per l’Esplorazione delle FRB
Il team spera di individuare ulteriori FRB e le loro origini utilizzando il DSA-110 e, in futuro, il DSA-2000, un array radio ancora più grande previsto per il 2028. Questo successo rappresenta un traguardo per il team del DSA, che ha contribuito alla costruzione e all’efficacia dell’array nel localizzare le FRB.
Riferimento: Preferential occurrence of fast radio bursts in massive star-forming galaxies di Kritti Sharma, Vikram Ravi, Liam Connor, Casey Law, Stella Koch Ocker, Myles Sherman, Nikita Kosogorov, Jakob Faber, Gregg Hallinan, Charlie Harnach, Greg Hellbourg, Rick Hobbs, David Hodge, Mark Hodges, James Lamb, Paul Rasmussen, Jean Somalwar, Sander Weinreb, David Woody, Joel Leja, Shreya Anand, Kaustav Kashyap Das, Yu-Jing Qin, Sam Rose, Dillon Z. Dong, Jessie Miller e Yuhan Yao, 6 novembre 2024, Nature. DOI: 10.1038/s41586-024-08074-9
Lo studio è stato finanziato dalla National Science Foundation. Altri autori del Caltech includono Liam Connor, Casey Law, Stella Koch Ocker, Myles Sherman, Nikita Kosogorov, Jakob Faber, Gregg Hallinan, Charlie Harnach, Greg Hellbourg, Rick Hobbs, David Hodge, Mark Hodges, James Lamb, Paul Rasmussen, Jean Somalwar, Sander Weinreb, David Woody, Shreya Anand, Kaustav Kashyap Das, Yu-Jing Qin, Sam Rose, Dillon Z. Dong, Jessie Miller e Yuhan Yao. Joel Leja della Pennsylvania State University è anche un autore.
