I Fast Radio Bursts (FRB) divampano per alcuni millisecondi prima di svanire senza lasciare traccia. Le loro origini sono sconosciute e il loro aspetto è imprevedibile. Nel decennio successivo alla loro scoperta nel 2007, ne sono stati registrati solo 140. Ora, grazie al grande telescopio CHIME, dal 15 giugno 2018 al 1 luglio 2019, il loro numero è quasi quadruplicato, per un totale di 535.

 

CHIME

Il Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) è unico. È un radiotelescopio di nuova concezione, grande come due campi di calcio, che sfrutta le tecnologie di amplificazione dei segnali dei cellulari e produce qualcosa come 13 Terabit/secondo di informazioni. Si tratta del più grande radiotelescopio del Canada ed è una joint venture co-guidata dall'Università della British Columbia, l'Università di Toronto, la McGill University e il Dominion Radio Astrophysical Observatory (DRAO), tutte istituzioni nel Nord America.

I segnali provenienti da oltre mille antenne vengono elaborati digitalmente in tempo reale per consentire misurazioni ad alta sensibilità su un'ampia gamma di frequenze.
Entrato in funzione nel 2018, CHIME ha già fornito importanti indizi sulle proprietà degli FRB, mostrando che esistono diversi tipi di esplosioni, in base alla forma del burst e alla gamma di frequenze radio che comprendono.

 

Gli FRB non sono tutti uguali

Tra i 535 FRB nel nuovo catalogo CHIME/FRB, gli scienziati hanno identificato 18 sorgenti che esplodono ripetutamente, mentre il resto sembra essere una tantum. Gli FRB "ripetitori" hanno un aspetto diverso, con ogni esplosione che dura leggermente più a lungo ed emette frequenze radio più focalizzate rispetto a quelle dei singoli FRB non ripetitivi.

"In alcuni casi, occorrono migliaia di ore di osservazioni per rilevare un singolo burst da alcuni FRB, mentre altri si sono ripetuti nell'arco di decine di ore", afferma Pragya Chawla, dottoranda presso il Dipartimento di Fisica McGill. "Il nostro campione attuale indica che ci sono differenze significative nelle proprietà di ripetitori e non ripetitori e studi futuri ci permetteranno di determinare se i due tipi di eventi sono generati da diversi fenomeni astrofisici".

 

Possono essere ovunque

Dagli FRB rilevati da CHIME, gli scienziati hanno calcolato che i lampi radio veloci e luminosi si verificano a una velocità di circa 800 al giorno, la stima più precisa del tasso complessivo di FRB disponibile ad oggi.

Quando il team ha iniziato a mappare le posizioni degli FRB osservati tra il 2018-2019, ha scoperto che le esplosioni erano distribuite uniformemente nel cielo, suggerendo che la popolazione di FRB è diffusa in tutto l'Universo e non proviene solo dalla Via Lattea. Per ciascuno dei 535 FRB rilevati da CHIME, i ricercatori ne hanno misurato la dispersione e hanno scoperto che la maggior parte dei lampi probabilmente proveniva da fonti lontane all'interno di galassie lontane. Il fatto che le esplosioni fossero abbastanza luminose da essere rilevate da CHIME suggerisce che siano state prodotte da fonti estremamente energetiche. Con ulteriori osservazioni, gli astronomi sperano di individuare presto le origini estreme di questi segnali.

 

FRB come sonde cosmologiche

Quello degli FRB è un mondo potenzialmente grandioso di informazioni.

"Gli FRB trasportano anche informazioni sul mezzo attraverso cui viaggiano", aggiunge Saurabh Singh, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Fisica della McGill. "Con il significativo aumento dei loro rilevamenti su una gamma di distanze da noi, offrono potenzialmente una misurazione indipendente della distribuzione della materia nell'Universo".
Quando le onde radio viaggiano nello spazio, qualsiasi gas interstellare, o plasma, lungo il percorso può distorcere o disperdere le proprietà e la traiettoria dell'onda. Il grado di dispersione di un'onda radio può fornire indizi su quanto gas ha attraversato e possibilmente su quanta distanza ha percorso dalla sua fonte. I ricercatori prevedono anche di utilizzare le esplosioni e le loro stime di dispersione per mappare la distribuzione del gas nell'universo.

“Avere un ampio campione di FRB apre innumerevoli possibilità. Ad esempio, ora siamo nell'era dell'uso degli FRB come sonde cosmologiche", afferma Alex Josephy, dottorando in fisica alla McGill. “Possiamo iniziare a esaminare strutture su larga scala: ammassi di migliaia di galassie. Possiamo aiutare a mappare la distribuzione della materia oscura cosmica e studiare l'evoluzione della materia nel corso della storia del nostro Universo".