Gli astronomi hanno misurato la distanza del lampo radio rapido più remoto mai registrato, FRB 20240304B, che ha lasciato la sua sorgente quando l'universo aveva circa 3 miliardi di anni. Il James Webb Space Telescope ha tracciato il lampo di millisecondo verso una piccola galassia nana in formazione stellare attiva – non la grande galassia matura che i ricercatori si aspettavano.
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Un segnale radio che è durato circa un millesimo di secondo è diventato il lampo radio rapido (FRB) più lontano mai misurato, secondo uno studio pubblicato sulla rivista Science nell'ottobre 2026. Designato FRB 20240304B, il lampo ha viaggiato per più di 10 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra, originando quando l'universo aveva circa 3 miliardi di anni.
Cosa è stato rilevato e come
Il lampo è stato rilevato per la prima volta il 4 marzo 2024 dallo strumento MeerTRAP dell'array di radiotelescopi MeerKAT in Sud Africa. I lampi radio rapidi sono brevi e intense esplosioni di onde radio la cui origine fisica è ancora dibattuta; migliaia sono state catalogate, ma solo una piccola frazione ha avuto le sue galassie ospiti confermate.
Per determinare esattamente quanto lontano aveva viaggiato il segnale, i ricercatori guidati da Manisha Caleb dell'Università di Sydney si sono rivolti al James Webb Space Telescope della NASA. Lo strumento NIRCam di Webb ha individuato la debole galassia ospite, e il suo strumento NIRSpec ha misurato lo spostamento verso il rosso della galassia a 2,148 – la cifra che gli astronomi usano per calcolare la distanza cosmica e l'età dell'universo al momento dell'emissione della luce. Questo spostamento verso il rosso colloca l'origine del lampo circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, durante un periodo spesso chiamato "mezzogiorno cosmico", quando la formazione di stelle in tutto l'universo era al suo picco.
Il risultato più che raddoppia la distanza del precedente record di distanza FRB, secondo il rapporto di phys.org sullo studio.
Una galassia molto più piccola del previsto
La galassia ospite stessa è stata la più grande sorpresa. Caleb e colleghi si aspettavano una grande galassia ben sviluppata, simile a molti host FRB precedentemente identificati. Invece, le immagini e gli spettri di Webb hanno rivelato una galassia nana approssimativamente 1.000 volte meno massiccia rispetto ai tipici host FRB, povera di elementi pesanti, e nel mezzo di un'intensa ondata di formazione stellare: secondo il riassunto della NASA dei risultati, circa il 90% della sua massa stellare si era formata solo nei 30 milioni di anni precedenti.
Pensavamo che sarebbe stata una grande galassia ben formata con molte stelle, e invece era una piccola galassia nana.
— Manisha Caleb, Università di Sydney, autrice principale
In una dichiarazione separata riportata da phys.org, Caleb ha detto che il lampo era stato catturato da un momento in cui l'universo aveva solo circa 3 miliardi di anni, aggiungendo che i ricercatori hanno usato quel breve lampo di luce radio per studiare la materia attraverso cui aveva viaggiato nel corso di miliardi di anni – sottolineando come gli FRB possono essere utilizzati come sonde dell'universo primordiale e lontano.
Perché la galassia ospite è importante per le teorie FRB
I lampi radio rapidi non hanno una singola fonte confermata. Le spiegazioni principali includono magnetar – stelle di neutroni giovani con campi magnetici estremamente forti, tipicamente prodotti da supernovae recenti – e, separatamente, l'eventuale fusione di due stelle di neutroni più vecchie, un processo che richiede molto più tempo per verificarsi dopo la formazione delle stelle di una galassia.
Poiché la galassia ospite di FRB 20240304B è così giovane e sta ancora formando rapidamente stelle, il team di ricerca favorisce la spiegazione della magnetar per questo lampo. Il resoconto della NASA dello studio nota che una giovane stella di neutroni altamente magnetizzata potrebbe formarsi rapidamente dopo una supernova vicina in una galassia in formazione stellare come questa, mentre uno scenario di fusione di stelle di neutroni richiederebbe tipicamente un ritardo più lungo dopo l'inizio della formazione stellare.
FRB 20240304B a colpo d'occhio
Proprietà
Misurazione
Durata del lampo
Circa un millesimo di secondo
Data di rilevamento
4 marzo 2024
Strumento di rilevamento
MeerKAT / MeerTRAP, Sud Africa
Spostamento verso il rosso
2.148
Età dell'universo al momento dell'emissione
Circa 3 miliardi di anni
Tempo di viaggio verso la Terra
Oltre 10 miliardi di anni
Massa della galassia ospite
Circa 1.000 volte meno massiccia rispetto ai tipici host FRB
Formazione stellare recente
Il 90% della massa stellare si è formato negli ultimi 30 milioni di anni
Cosa rimane incerto
Lo studio identifica FRB 20240304B come l'FRB più lontano con uno spostamento verso il rosso della galassia ospite confermato fino ad oggi, ma i ricercatori avvertono che un singolo caso non può risolvere il dibattito più ampio su cosa causa i lampi radio rapidi. Gli autori notano che la scoperta mostra che è richiesto poco ritardo tra la formazione di stelle di una galassia e la sua capacità di produrre un FRB, ma si fermano dal escludere altri modelli progenitori per diversi lampi osservati altrove nell'universo.
Il team di ricerca includeva Themiya Nanayakkara e Laura Driessen dell'Università di Sydney e Ben Stappers dell'Università di Manchester, insieme a Caleb, secondo i resoconti della NASA e di phys.org dell'articolo.
Domande
Che cos'è FRB 20240304B?
È un lampo radio rapido – un lampo di onde radio della durata di un millisecondo – rilevato il 4 marzo 2024 dal telescopio MeerKAT in Sud Africa. È il lampo radio rapido più lontano con una distanza della galassia ospite confermata misurata fino ad oggi.
Quanto era vecchio l'universo quando il segnale è stato emesso?
La galassia ospite del lampo ha uno spostamento verso il rosso di 2.148, il che significa che il segnale ha lasciato la sua sorgente quando l'universo aveva circa 3 miliardi di anni, secondo il rapporto della NASA sulle misurazioni del James Webb Space Telescope.
Perché la galassia ospite è sorprendente?
Gli astronomi si aspettavano una grande galassia matura ma hanno trovato una galassia nana approssimativamente 1.000 volte meno massiccia rispetto ai tipici host FRB, una che stava attivamente formando stelle, con il 90% della sua massa stellare creata nei 30 milioni di anni precedenti.
Cosa causa i lampi radio rapidi?
La causa esatta è non confermata, ma le teorie principali indicano magnetar (stelle di neutroni giovani altamente magnetizzate) o fusioni di stelle di neutroni più vecchie. La giovane galassia ospite in formazione stellare di questo lampo favorisce la spiegazione della magnetar, secondo gli autori dello studio.
Quali telescopi sono stati coinvolti in questa scoperta?
L'array di radiotelescopi MeerKAT in Sud Africa, utilizzando lo strumento MeerTRAP, ha rilevato il lampo, mentre il James Webb Space Telescope della NASA (strumenti NIRCam e NIRSpec) ha identificato la galassia ospite e misurato la sua distanza.
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