Rappresentazione artistica del magnetar sospettato di produrre il transiente radio con il periodo più lungo mai trovato, e il radiotelescopio che ha rilevato il suo segnale. Credito immagine: Carl Knox e ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery. Onde radio sono state rilevate da quello che sembra essere un pulsar, con un solo problema: ruota migliaia di volte più lentamente della maggior parte di tali oggetti e centinaia di volte più lentamente di quanto la teoria dica sia possibile. Recentemente sono stati trovati diversi segnali simili, ma questo è il più estremo finora e presenta anche un raro caso in cui le spiegazioni offerte per alcuni altri possono essere escluse. Mentre alcuni astronomi corrono per sviluppare un modello, altri cercano più esempi di questa stranezza.
I pulsar sono stelle di neutroni che ruotano rapidamente, che, come tutte le stelle di neutroni, si pensa si siano formate dal collasso di supernove non abbastanza grandi da formare buchi neri, lasciando dietro di sé un corpo incredibilmente denso. L’energia residua dall’esplosione li fa ruotare molto rapidamente, guidando la creazione di onde radio, spesso paragonate al fascio di un faro. Man mano che i pulsar invecchiano, rallentano e i loro segnali radio diventano più deboli e alla fine si fermano. Esiste una relazione inversa tra il tempo tra ogni fascio radio di un pulsar e la sua forza. Di conseguenza, non troviamo pulsar con cicli più lunghi di due minuti, poiché i segnali sono troppo deboli per essere rilevati. O almeno questo era il caso fino a quando una nuova classe di radiotelescopi ha iniziato a notare oggetti collettivamente noti come transitori radio a lungo periodo. Questi segnali condividono almeno alcune caratteristiche con il segnale di un pulsar, ma sono troppo lenti per la loro luminosità.
La scoperta appena annunciata, ASKAP J183950.5−075635.0 – o ASKAP J1839-0756 per gli amici – è l’esempio più estremo finora, con 6,45 ore tra ogni impulso principale. A metà strada tra gli impulsi principali di ASKAP J1839-0756, sono stati osservati impulsi più deboli, noti come interpulses. Questo è un fenomeno raro tra i pulsar, che si verifica solo in circa il 3 percento dei casi, ma è ben compreso. Uno studente di dottorato dell’Università di Sydney, Yu Wing Joshua Lee, che ha guidato la scoperta, ha spiegato che si verifica quando l’asse magnetico e rotazionale della stella di neutroni sono altamente disallineati. “Se i poli magnetici della Terra fossero vicini all’equatore,” ha detto Lee, “e la Terra producesse segnali radio come un pulsar, osservatori opportunamente posizionati vedrebbero segnali di forza disuguale.” La rilevazione dell’impulso secondario è una delle caratteristiche che fa sospettare a Lee e coautori che si tratti di un tipo di pulsar, sebbene molto strano. Più specificamente, pensano che la fonte sia un magnetar, un tipo di stella di neutroni eccezionalmente magnetizzata. Tuttavia, Lee ha ammesso che è stato proposto solo un modello molto vago di come un magnetar potrebbe produrre segnali su questa scala temporale, poiché di solito hanno anche intervalli che durano solo pochi secondi. “Non è ben compreso,” ha detto Lee. “Non possiamo davvero speculare o spiegare.” L’unico magnetar noto con un periodo simile emette raggi X, nessuno dei quali è stato trovato per ASKAP J1839-0756. L’alternativa a un magnetar, sostengono i ricercatori, è una classe completamente nuova di oggetti, a differenza di qualsiasi cosa abbiamo visto prima, la cui fisica possiamo a malapena immaginare.
Nei tre anni trascorsi dalla scoperta del primo transiente radio a lungo periodo, gli astronomi hanno scoperto abbastanza esempi per sapere che questi sono più di un’aberrazione. L’anno scorso, un team di astronomi ha scoperto che un esempio, GLEAM-X J0704−37, è il prodotto di una nana rossa e una nana bianca in un’orbita reciproca della durata di 2,9 ore. Il risultato è un fascio radio che spazza i cieli sulla stessa linea temporale, sembrando a prima vista il prodotto di un pulsar. Questa scoperta ha lasciato aperta la questione se tutti i transitori radio a lungo periodo provengano da tali coppie. ASKAP J1839-0756 indica che non è così. Altri transitori radio a lungo periodo sono stati trovati in parti affollate del cielo, rendendo quasi impossibile individuare la loro fonte in lunghezze d’onda ottiche. Come GLEAM-X J0704−37, la posizione di ASKAP J1839-0756 è abbastanza sgombra da rendere più facile la ricerca, ma in questo caso non è stata trovata alcuna nana rossa. Data la posizione apparente del fascio – 13.000 anni luce di distanza – tutte tranne le nane rosse più piccole dovrebbero essere rilevabili a quella distanza, data la potenza degli strumenti utilizzati. La forza del campo richiesta per produrre il segnale di ASKAP J1839-0756 è almeno cento volte più forte di quella rilevata da qualsiasi nana bianca da sola, quindi la gamma di possibili spiegazioni diventa piuttosto ristretta. Allo stesso modo, altre teorie che potrebbero spiegare alcuni transitori radio a lungo periodo sembrano poco adatte per questo caso. I membri della nuova categoria con i periodi più brevi potrebbero concepibilmente rappresentare pulsar ordinari in cui qualche fattore eccezionale consente loro di continuare a produrre un segnale pur rimanendo insolitamente lenti. Mentre questo può essere contemplato per esempi con periodi di 18 minuti, è difficile vedere come potrebbe applicarsi a qualcosa 15 volte più lento. Nel frattempo, lo spettro ampio del segnale esclude gli alieni per tutti tranne quelli che pensano sempre che siano alieni.
Lee ha detto che il team continua a monitorare gli impulsi, che non si sono fermati. A parte questo, ha detto che hanno “fatto tutto il possibile al momento” per cercare la fonte in altre lunghezze d’onda. Non ha aspettative che il tempo su telescopi più grandi risolverebbe la questione. Lo studio è pubblicato su Nature Astronomy.