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La Terra è bombardata ogni giorno da segnali radio provenienti dallo spazio. La fonte della maggior parte di essi è sconosciuta. Anche se la maggior parte delle persone non ci farà caso, per gli astronomi questi segnali offrono un modo per studiare oggetti lontani e dedurre quale oggetto o evento potrebbe averli inviati verso di noi.
Nel 2007, il radiotelescopio Parkes di Murriyang, in Australia, ha rilevato una breve esplosione di emissione radio che sembrava provenire da una fonte ben al di fuori della nostra galassia, un fenomeno mai visto prima.
Solo nel 2013 sono stati rilevati segnali simili e gli scienziati hanno coniato il nome di «lampi radio veloci», (fast radio bursts, FRB). «Eravamo ormai certi che fossero reali», afferma Ben Stappers, coordinatore del progetto MeerTRAP e responsabile del gruppo Pulsar, Exoplanets and Transients all’Università di Manchester nel Regno Unito.
Gli FRB sono intense esplosioni di radiazioni della durata di millisecondi provenienti da galassie lontane. Si pensa che oltre 10 000 FRB raggiungano la Terra ogni giorno, ma la loro origine è ancora avvolta nel mistero. Una teoria diffusa è che siano emessi da stelle di neutroni, resti sfuggenti di stelle morenti con campi magnetici eccezionalmente forti.
Il progetto MeerTRAP, finanziato dall’UE, ha utilizzato un radiotelescopio super-sensibile in Sudafrica, chiamato MeerKAT, abbinato a hardware e software all’avanguardia per scovare nei cieli gli FRB e cercare di capire meglio questi segnali extraterrestri.
Occhi al cielo
Dato che questi segnali possono provenire da zone molto lontane dello spazio, per gli astronomi può essere difficile stabilire con esattezza da quale galassia provengano.
I due principali vantaggi del telescopio MeerKAT sono l’elevata sensibilità e la capacità di localizzare le sorgenti di radiazione. Questo ha permesso al team di trovare altri FRB e di iniziare a costruire una mappa accurata delle loro origini.
«All’epoca avevamo previsto di trovare un lampo radio veloce ogni due settimane di osservazione del cielo», aggiunge Stappers. «Questa previsione sembra tenere bene, visto che ne abbiamo scoperti circa 45.»
Usare l’intelligenza artificiale alla ricerca di indizi
I dati prodotti da questi telescopi sono così straordinariamente numerosi che l’archiviazione a lungo termine è costosa o impossibile. Il team di MeerTRAP aveva bisogno di vagliare rapidamente i dati per scoprire potenziali piste.
A tal fine, i ricercatori hanno sviluppato un software sofisticato, comprendente uno strumento di apprendimento automatico che analizza rapidamente i dati e decide se un campione può contenere o meno la firma di un FRB.
Il team ha anche sviluppato uno strumento che permette di creare un’immagine del cielo utilizzando una piccola fetta di dati al momento del lampo. In questo modo si ottiene una posizione precisa del FRB. Ora gli studiosi stanno lavorando per utilizzare questi segnali come sonde cosmologiche: un modo per testare teorie fisiche come la gravità e per comprendere oggetti misteriosi nello spazio.
Pulsar veloci e lente
Il team ha rilevato FRB anche all’interno della nostra galassia, la Via Lattea. Questi segnali provengono molto probabilmente dalle pulsar: stelle di neutroni in rapida rotazione e altamente magnetizzate che sparano radiazioni a intermittenza nello spazio. Finora il team ha trovato più di 85 oggetti di questo tipo.
Il progetto ha inoltre consentito di ampliare la nostra comprensione di queste entità cosmiche. Prima dell’avvio del progetto, si pensava che le pulsar ruotassero con un periodo di un millisecondo e mezzo fino a circa otto secondi. Da allora questo dato è cresciuto, ma il progetto MeerTRAP ha scoperto un oggetto che ruota con un periodo di rotazione molto lento, 76 secondi, un risultato inaspettato che è stato pubblicato sulla rivista «Nature Astronomy».
«Molte persone sono sorprese dal fatto che un oggetto che ruota così lentamente possa emettere onde radio», osserva Stappers.
Il progetto ha sollevato molte altre domande senza risposta. Il team non vede l’ora di mettere a frutto le lezioni apprese in questo progetto e applicarle allo Square Kilometre Array, una nuova e potente coppia di telescopi in costruzione in Australia e Sudafrica.
«I ringraziamenti vanno al Consiglio Europeo della Ricerca, SARAO e MPIfR, senza i quali questo entusiasmante progetto non sarebbe stato nemmeno lontanamente possibile», afferma Stappers. «Vorrei rendere omaggio al talentuoso gruppo di ricercatori all’inizio della carriera che ha reso MeerTRAP un progetto divertente e di successo», aggiunge.