Il mistero dei lampi radio veloci potrebbe essere spiegato grazie a uno studio che ha trovato una correlazione con i “terremoti stellari” nelle stelle di neutroni.
I lampi radio veloci, o FRB, sono un mistero astronomico, la cui causa esatta e le cui origini non sono ancora confermate. Queste intense esplosioni di energia radio sono invisibili all’occhio umano, ma si vedono chiaramente sui radiotelescopi. Studi precedenti hanno notato ampie somiglianze tra la distribuzione energetica degli FRB ripetuti e quella dei terremoti e delle eruzioni solari. Tuttavia, una nuova ricerca presso l’Università di Tokyo ha esaminato il tempo e l’energia dei FRB e ha trovato differenze distinte tra FRB e brillamenti solari, ma diverse notevoli somiglianze tra FRB e terremoti. Ciò supporta la teoria secondo cui gli FRB sono causati da terremoti stellari, chiamati gli “starquake” che avvengono sulla superficie delle stelle di neutroni. Essi potrebbero spiegare il mistero che si cela dietro a questi fenomeni, aiutarci a comprendere meglio i terremoti, il comportamento della materia ad alta densità e alcuni aspetti della fisica nucleare.
Un mistero ancora irrisolto
La vastità dello spazio nasconde molti misteri. I lampi radio veloci sono esplosioni di energia estremamente potenti e luminose visibili sulle onde radio. Scoperte per la prima volta nel 2007, queste esplosioni possono viaggiare per miliardi di anni luce ma in genere durano solo millesimi di secondo. È stato stimato che ogni giorno potrebbero verificarsi fino a 10.000 FRB se potessimo osservare l’intero cielo. Mentre le sorgenti della maggior parte dei burst rilevati finora sembrano emettere un evento una tantum, ci sono circa 50 sorgenti FRB che emettono burst ripetutamente.
La causa degli FRB è sconosciuta, ma sono state avanzate alcune ipotesi, tra cui quella che potrebbero addirittura essere di origine aliena. Tuttavia, la teoria attualmente prevalente è che almeno alcuni FRB siano emessi dalle stelle di neutroni. Queste stelle si formano quando una stella supergigante collassa, passando da otto volte la massa del nostro sole (in media) a un nucleo superdenso di soli 20-40 chilometri di diametro. Le magnetar sono stelle di neutroni con campi magnetici estremamente forti ed è stato osservato che emettono lampi radio veloci.
Si ritiene che la superficie di una magnetar possa subire uno “stellamoto”, ovvero un rilascio di energia simile ai terremoti della Terra. I recenti progressi nell’osservazione hanno portato alla rilevazione di migliaia di altri FRB, quindi gli scienziati hanno colto l’occasione per confrontare gli ampi set di dati statistici ora disponibili per gli FRB con i dati provenienti da terremoti ed eruzioni solari, per esplorare possibili somiglianze.
Finora l’analisi statistica degli FRB si è concentrata sulla distribuzione dei tempi di attesa tra due burst successivi. Tuttavia, gli autori dello studio sottolineano che il calcolo della sola distribuzione del tempo di attesa non tiene conto delle correlazioni che potrebbero esistere tra altri burst. Quindi il team ha deciso di calcolare la correlazione nello spazio bidimensionale, analizzando il tempo e l’energia di emissione di quasi 7.000 lampi provenienti da tre diverse fonti FRB ripetitori.
La correlazione con gli “starquake”
Gli scienziati poi applicato lo stesso metodo per esaminare la correlazione tempo-energia dei terremoti (usando dati provenienti dal Giappone) e dei brillamenti solari (usando i dati della missione internazionale Hinode per studiare il sole), e hanno confrontato i risultati di tutti e tre i fenomeni. Tutti sono rimasti sorpresi dal fatto che, a differenza di altri studi, la loro analisi ha mostrato una sorprendente somiglianza tra gli FRB e i dati sui terremoti, ma una netta differenza tra gli FRB e i brillamenti solari. I risultati mostrano notevoli somiglianze tra FRB e terremoti in diversi aspetti.
In primo luogo, la probabilità che si verifichi una scossa di assestamento per un singolo evento è del 10-50%; in secondo luogo, il tasso di occorrenza delle scosse di assestamento diminuisce con il tempo, come potenza del tempo; in terzo luogo, il tasso di assestamento è sempre costante anche se l’attività sismica FRB (tasso medio) cambia in modo significativo; e quarto, non esiste alcuna correlazione tra le energie della scossa principale e della sua scossa di assestamento.
Ciò suggerisce fortemente l’esistenza di una crosta solida sulla superficie delle stelle di neutroni e che gli starquake che si verificano improvvisamente su queste croste rilasciano enormi quantità di energia che noi osserviamo sotto forma di lampi radio veloci. Il team ora intende continuare ad analizzare nuovi dati sugli FRB, per verificare che le somiglianze trovate siano universali.
Studiando i terremoti stellari su distanti stelle ultradense, che sono ambienti completamente diversi dalla Terra, potremmo ottenere nuove informazioni sugli starkquakes. L’interno di una stella di neutroni è il luogo più denso dell’universo, paragonabile a quello dell’interno di un nucleo atomico. I terremoti nelle stelle di neutroni hanno dunque aperto la possibilità di acquisire nuove conoscenze sulla materia ad altissima densità e sulle leggi fondamentali della fisica nucleare.
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Fonte: Università di Tokyo
