Misterioso segnale dallo spazio ogni 36 minuti: poi ASKAP J1424 è sparito nel nulla

Un faro cosmico che ha smesso di lampeggiare

Una nuova sorgente di onde radio si è comportata come un faro nello spazio profondo: il segnale tornava con cadenza regolare, poi è scomparso del tutto. Gli astronomi stanno ora cercando di capire se si tratti di una stella morta con caratteristiche insolite, oppure di qualcosa che la scienza non sa ancora come classificare.

ASKAP J1424 ha lasciato di stucco gli astrofisici di tutto il mondo. Per otto giorni ha emesso impulsi radio stabili ogni 36 minuti esatti, poi si è spento all’improvviso, senza alcun segnale d’allarme. Comprendere cosa si nasconda dietro questo fenomeno è diventato uno degli obiettivi più urgenti della radioastronomia contemporanea.

Il radiotelescopo Australian SKA Pathfinder, situato in Australia, ha registrato durante una campagna osservativa di alcune settimane una serie di impulsi che si ripetevano ogni 2.147 secondi. Una regolarità così precisa evoca l’immagine di un orologio cosmico che, a un certo punto, smette semplicemente di ticchettare.

I ricercatori hanno inserito ASKAP J1424 nella famiglia delle sorgenti radio misteriose a lunga periodicità. Questi oggetti si manifestano per un breve lasso di tempo e poi svaniscono, senza lasciare tracce in altre finestre dello spettro elettromagnetico. Studiare questi fenomeni consente ai fisici di mettere alla prova le leggi della natura in condizioni del tutto irriproducibili nei laboratori terrestri.

Cosa sono i transienti radio a lunga periodicità

Negli ultimi anni gli astronomi hanno iniziato a descrivere una famiglia di oggetti che non brillano in modo continuo, ma appaiono brevemente nel cielo e poi spariscono. Nel dominio delle onde radio, questo gruppo ha preso il nome di transienti a lunga periodicità. A differenza dei pulsar classici — che lampeggiano migliaia di volte al secondo — qui il ritmo si misura in minuti o addirittura in ore.

Ricercatori di università e istituti scientifici ipotizzano che dietro questi fenomeni si celino vari tipi di oggetti compatti. Le stelle di neutroni con campi magnetici straordinariamente intensi, note come magnetar, sono tra i candidati principali. Un’altra possibilità sono le nane bianche con forti campi magnetici, relitti esausti di stelle che hanno terminato il proprio ciclo vitale.

ASKAP J1424 si inserisce perfettamente in questo gruppo per quanto riguarda la durata del periodo, ma le sue caratteristiche specifiche non si lasciano facilmente inquadrare nei modelli esistenti. I ricercatori dell’organizzazione australiana CSIRO lo dicono apertamente: è un altro tassello di un puzzle al quale mancano ancora molti pezzi.

Alcune ipotesi includono anche rari sistemi binari, in cui due oggetti compatti interagiscono con grande intensità. Tali configurazioni possono generare strutture magnetiche complesse e produrre impulsi radio periodici. La combinazione di rotazione propria e moto orbitale potrebbe spiegare gli intervalli temporali osservati.

Un’emissione stabile che si è interrotta di colpo

La regolarità del segnale proveniente da ASKAP J1424 ha colpito persino i radioastronomi più esperti. Ogni impulso presentava forma, luminosità e durata simili. Nulla lasciava presagire un’estinzione instabile della sorgente. Dal punto di vista fisico, un profilo del genere è più coerente con un corpo in rapida rotazione e ad alta densità — come una stella di neutroni o una nana bianca.

In genere questi orologi cosmici funzionano per anni. Qui ci troviamo davanti a un paradosso: emissione stabile ma episodio di attività brevissimo. Questa combinazione di proprietà è difficile da spiegare con una sola teoria semplice. I ricercatori hanno documentato le seguenti caratteristiche chiave:

• Gli impulsi si ripetevano con una precisione di esattamente 2.147 secondi
• L’emissione era polarizzata al cento per cento
• Si osservavano transizioni tra polarizzazione ellittica e lineare
• Nessun calo progressivo di intensità prima della scomparsa del segnale
• Totale assenza di una controparte ottica o infrarossa
• Stabilità temporale perfetta per tutta la durata della fase attiva

L’analisi dei dati ha dimostrato che l’emissione radio di ASKAP J1424 è completamente polarizzata. In pratica, le onde radio presentano oscillazioni ordinate: la loro direzione non è casuale. Gli astronomi hanno rilevato anche transizioni tra polarizzazione ellittica e lineare.

Una firma del genere si osserva soltanto in ambienti con un campo magnetico molto ordinato e intenso — nelle vicinanze di oggetti compatti, dove materia e radiazione si muovono seguendo le linee del campo magnetico. In altre parole, ASKAP J1424 quasi certamente non è una stella ordinaria né una classica sorgente radio.

Come ASKAP individua fenomeni di questo tipo

Il radiotelescopo ASKAP appartiene all’organizzazione scientifica australiana CSIRO. È stato costruito, tra l’altro, per scansionare rapidamente e frequentemente vaste porzioni di cielo. Si tratta di un approccio completamente diverso rispetto ai radiotelescopi tradizionali, che osservano a lungo un piccolo frammento di universo.

Nell’ambito del programma EMU, gli astronomi esaminano regolarmente il cielo alla ricerca di segnali di breve durata. ASKAP acquisisce intere serie di immagini radio in intervalli di tempo ravvicinati, permettendo di identificare sorgenti che compaiono soltanto per alcuni giorni o ore. ASKAP J1424 è una preda tipica di questa strategia: senza una rete densa di osservazioni, sarebbe passato del tutto inosservato.

Dopo la prima localizzazione della sorgente, sono entrati in gioco altri strumenti. L’interferometro australiano ATCA ha consentito di analizzare con maggiore precisione la forma dell’emissione radio e la sua polarizzazione. Il telescopio Gemini ha invece osservato quella porzione di cielo nella banda infrarossa, cercando una controparte stellare di ASKAP J1424.

Nessuno di questi tentativi ha prodotto una macchia chiara e facilmente interpretabile in altre regioni dello spettro. L’assenza di un segnale ottico e infrarosso è diventata uno dei misteri più grandi dell’intera vicenda. Questa lacuna complica l’identificazione del tipo di oggetto e costringe gli scienziati a considerare spiegazioni alternative.

Lo scenario delle due nane bianche

L’ipotesi più articolata avanzata dal gruppo di ricerca prevede che ASKAP J1424 sia un sistema composto da due nane bianche. Si tratta di relitti stellari densissimi, spesso delle dimensioni della Terra ma con una massa paragonabile a quella del Sole. Se due oggetti di questo tipo orbitano l’uno vicino all’altro, i loro campi magnetici possono creare strutture estremamente complesse.

In questo modello, la periodicità di 36 minuti potrebbe corrispondere al periodo di rotazione di uno dei componenti, al periodo orbitale della coppia, oppure a una combinazione di entrambi i moti — dove l’emissione si attiva soltanto in una specifica configurazione geometrica. Questo approccio permette di spiegare tre proprietà fondamentali: la regolarità, la lunga scala temporale e l’elevato grado di polarizzazione del segnale.

Rimane però aperta la questione di perché nella luce visibile e nella banda infrarossa non si veda nulla che ricordi un sistema di due stelle dense. I sistemi binari di nane bianche sono noti e di solito riescono a essere rilevati anche in bande diverse da quella radio. In questo caso, i telescopi ottici e infrarossi non hanno mostrato nulla di caratteristico nella posizione da cui proveniva il segnale radio.

Se in quell’area orbitano davvero due stelle dense, sono o straordinariamente deboli otticamente, oppure qualcosa ne maschera efficacemente la presenza. Queste difficoltà rendono lo scenario delle due nane bianche affascinante ma ancora incerto. I ricercatori sottolineano che sono necessari ulteriori dati — in particolare un monitoraggio radio prolungato e osservazioni più approfondite in altre bande dello spettro.

Perché il segnale è scomparso all’improvviso

Dal punto di vista della teoria delle stelle compatte, lo spegnimento improvviso del segnale rappresenta il problema più difficile da affrontare. I team di ricerca di diverse università stanno lavorando su due interpretazioni principali. La prima: ASKAP J1424 possiede cicli naturali di attività — a volte è intenso nella banda radio, poi rimane silenzioso per lunghi periodi.

La seconda possibilità è che l’emissione sia stata alimentata da un flusso di materia proveniente da un oggetto vicino o dall’ambiente circostante, e che questo flusso si sia interrotto bruscamente. Nella prima ipotesi, l’oggetto ricorderebbe un magnetar intermittente che genera fasci radio intensi soltanto in finestre temporali limitate. Nella seconda, assomiglia di più a un motore rimasto senza carburante: quando il flusso di materia si è indebolito o esaurito, anche il segnale radio si è spento.

Senza il ritorno del segnale, è difficile stabilire quale delle due immagini sia più vicina alla realtà. Per questo motivo si pone grande enfasi sul monitoraggio a lungo termine di quella porzione di cielo. I ricercatori sperano che ASKAP J1424 si manifesti di nuovo, fornendo nuovi dati preziosi.

Questo caso mostra quanto stia cambiando la prospettiva con cui gli astronomi guardano al cielo. Per decenni la scienza si è concentrata principalmente su stelle stabili, galassie e supernove classiche. Oggi cresce la consapevolezza che nella scala dei minuti e delle ore accade moltissimo — basta avere gli strumenti giusti per accorgersene.

Cosa ci insegna ASKAP J1424 sul cielo variabile

I transienti radio a lunga periodicità potrebbero rivelarsi una popolazione di oggetti piuttosto numerosa. Se ASKAP e strumenti simili inizieranno a rilevarli con regolarità, gli astrofisici avranno a disposizione un insieme completamente nuovo di esempi per studiare i processi legati a campi magnetici estremi e materia ad alta densità.

Questi tipi di sorgenti costituiscono anche un banco di prova importante per le teorie sull’evoluzione stellare. Gli scienziati devono verificare se i modelli attuali contemplino l’esistenza di oggetti che abbiano campi magnetici molto intensi, emettano impulsi radio periodici e ordinati, siano attivi solo per pochi giorni per poi tacere del tutto, e siano praticamente invisibili nelle altre regioni dello spettro.

Se le teorie correnti non riescono a descrivere tali parametri, i fisici dovranno ampliarle o addirittura proporre una nuova classe di oggetti compatti. Istituzioni come il CSIRO e le università coinvolte nel programma EMU stanno lavorando intensamente per raccogliere un numero maggiore di osservazioni.

Per quanto ASKAP J1424 possa sembrare lontano dalle questioni quotidiane, fenomeni come questo influenzano concretamente la nostra comprensione dell’universo. Lo studio delle stelle di neutroni e delle nane bianche consente di verificare le leggi della fisica in condizioni impossibili da riprodurre sulla Terra — densità e campi magnetici milioni di volte superiori a qualsiasi cosa conosciamo nel nostro vicinato cosmico.

Più sappiamo su questi oggetti estremi, più siamo in grado di prevedere il comportamento della materia in situazioni limite: dagli interni planetari alle esplosioni di supernova, fino alle collisioni tra stelle compatte che generano onde gravitazionali rilevate dai detector terrestri. Per chiunque segua l’evoluzione tecnologica della ricerca, ASKAP J1424 è anche un promemoria di quanto sia diventato fondamentale costruire telescopi panoramici veloci — capaci di catturare segnali misteriosi proprio nel momento in cui esistono, prima che il faro cosmico si spenga di nuovo per un tempo indefinito.