Scoperta possibile origine di un misterioso segnale radio

Gli astronomi del CfA hanno condotto la scoperta di quella che potrebbe essere la fonte di una potente esplosione di onde radio provenienti da un’altra galassia.

Gli astronomi hanno scoperto quella che potrebbe essere la fonte di una potente esplosione di onde radio provenienti da un’altra galassia.

Utilizzando precisi dati radio e infrarossi, gli scienziati hanno effettuato la ricerca più approfondita mai effettuata di una fonte di questi misteriosi segnali fugaci e hanno affrontato un importante problema irrisolto in astrofisica.

Il team di ricerca, guidato da Peter Blanchard, ricercatore associato presso l’Osservatorio dell’Harvard College presso il Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA), potrebbe aver trovato, per la prima volta, un oggetto che produceva un lampo radio veloce, o FRB, in un’altra galassia.

Questi FRB sono potenti esplosioni di emissione di onde radio che durano solo pochi millisecondi, o una minuscola frazione di secondo.

Da quando gli astronomi hanno scoperto per la prima volta gli FRB nel 2007, hanno determinato che le onde provengono dall’esterno della nostra galassia, comprese alcune che si trovano a miliardi di anni luce dalla Terra.

Tuttavia, comprendere e spiegare questi fenomeni straordinari è stata una sfida scoraggiante.

Un’idea principale è che gli FRB siano collegati alle magnetar: resti di stelle di neutroni di esplosioni di supernova con potenti campi magnetici.

Molte altre spiegazioni, tuttavia, sono possibili perché gli astronomi non hanno trovato segnali affidabili dalle sorgenti che producono FRB nella luce ad altre lunghezze d’onda, tra cui la luce visibile e infrarossa, che cade appena al di fuori dello spettro visibile.

Blanchard e il suo team hanno utilizzato una scoperta di un FRB in una galassia vicina realizzata con l’array CHIME Outriggers, un radiotelescopio in Canada, che è stato recentemente aggiornato per consentire rilevamenti di FRB con posizioni precise.

I ricercatori si sono poi rivolti al James Webb Space Telescope (JWST) della NASA per cercare un segnale a infrarossi dalla stessa posizione.

“Questa è stata un’opportunità unica per rivolgere rapidamente il potente occhio a infrarossi del JWST sulla posizione di un FRB per la prima volta”, ha detto Blanchard.

“E siamo stati ricompensati con un risultato entusiasmante: vediamo una debole fonte di luce infrarossa molto vicino al punto in cui si è verificato il lampo radio. Questo potrebbe essere il primo oggetto collegato a un FRB che qualcuno ha trovato in un’altra galassia”.

I dati a infrarossi hanno rivelato un oggetto, soprannominato NIR-1, che è probabilmente una stella gigante rossa o forse una stella massiccia di mezza età.

Una gigante rossa è una stella simile al Sole verso la fine della sua vita che si è espansa e illuminata, mentre l’altra possibilità è una stella molto più massiccia del Sole.

Sebbene sia improbabile che queste stelle producano direttamente FRB, dicono gli scienziati, potrebbero avere una compagna invisibile, come una stella di neutroni, che allontana materiale dalla gigante rossa o dalla stella massiccia.

Questo processo di trasferimento della massa potrebbe aver innescato l’FRB.

Il nuovo lampo radio veloce, chiamato FRB 20250316A, è stato scoperto il 16 marzo 2025, nella galassia NGC 4141, a circa 130 milioni di anni luce di distanza dalla Terra.

Si tratta di un bersaglio eccezionale per gli studi di follow-up perché è l’FRB più vicino mai trovato con l’array CHIME Outrigger aggiornato, che consente una delle posizioni radio più accurate mai ottenute per un FRB.

“Con gli stabilizzatori CHIME, stiamo finalmente catturando questi fugaci segnali cosmici in atto, restringendo la loro posizione non solo alle singole galassie, ma anche a specifici ambienti stellari”, ha detto la coautrice Amanda Cook, ricercatrice post-dottorato della McGill University e responsabile di un articolo complementare alla scoperta di questo FRB da parte di CHIME.

I vantaggi della sua vicinanza relativamente vicina e della sua posizione precisa, combinati con le immagini nitide del JWST, hanno permesso la visione più chiara delle singole stelle mai vista intorno alla posizione di un FRB.

“Decine di idee diverse sono state proposte per spiegare gli FRB, ma fino ad ora non abbiamo avuto i dati per testare la maggior parte di essi”, ha detto il co-autore Edo Berger, scienziato del CfA e professore di astronomia ad Harvard.

“Essere in grado di isolare singole stelle attorno a un FRB è un enorme guadagno rispetto alle ricerche precedenti, e inizia a dirci che tipo di sistemi stellari potrebbero produrre queste potenti esplosioni”.

La gigante rossa o stella massiccia potrebbe, tuttavia, non essere correlata all’FRB, il che ha motivato il team a studiare il suo ambiente più ampio alla ricerca di ulteriori indizi.

Hanno scoperto che l’FRB si trova vicino a un piccolo ammasso di giovani stelle massicce.

Sulla base di questa posizione, hanno suggerito che una stella massiccia nell’ammasso potrebbe essere già collassata per formare una magnetar, che ha prodotto l’FRB.

Una magnetar sarebbe troppo debole per essere vista direttamente nei dati del JWST.

L’equipe ha preso in considerazione diverse altre possibili spiegazioni per l’FRB, tra cui un oggetto in un denso ammasso di vecchie stelle o una stella gigante massiccia.

Questi sarebbero stati più luminosi della debole stella che avevano osservato, quindi queste spiegazioni sono state escluse.

“Indipendentemente dal fatto che l’associazione con la stella sia reale o meno, abbiamo imparato molto sull’origine dell’esplosione”, ha detto Blanchard.

“Se un sistema stellare doppio non è la risposta, il nostro lavoro suggerisce che una magnetar isolata ha causato l’FRB”.

Un’altra possibile spiegazione per il segnale infrarosso è che si tratta di luce riflessa causata da un bagliore dell’oggetto che ha causato l’esplosione radio, come ad esempio da una magnetar.

In tal caso, è probabile che la luce infrarossa svanisca nel tempo. Il loro team proporrà ulteriori osservazioni JWST per cercare un tale cambiamento.

“Abbiamo fatto il primo passo su un nuovo percorso per risolvere il mistero degli FRB utilizzando l’imaging nitido del JWST per ingrandire le posizioni precise da cui emanano gli FRB”, ha affermato Berger.

“Non possiamo prevedere quando e da dove arriverà il prossimo FRB, quindi dobbiamo essere pronti a schierare rapidamente JWST quando sarà il momento”.

Un articolo che descrive questi risultati è stato pubblicato oggi su The Astrophysical Journal Letters.

Tutti i dettagli sulla scoperta di CHIME sono stati pubblicati oggi nello stesso numero di The Astrophysical Journal Letters e sono descritti in un comunicato stampa della McGill University.

Immagine: NASA/ESA/CSA/CfA/P. Blanchard et al.; Elaborazione immagini: CfA/P. Edmonds

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