I fenomeni energetici noti come Lampi Radio Veloci (FRB) sono oggi uno dei più grandi misteri cosmici. Questi misteriosi lampi di luce sono visibili nella parte delle onde radio dello spettro e di solito durano solo pochi millisecondi prima di svanire per sempre. Da quando il primo FRB è stato osservato nel 2007, gli astronomi hanno atteso con ansia il giorno in cui gli strumenti di sufficiente sensibilità sarebbero stati in grado di rilevarli regolarmente.
Quel giorno è arrivato con il completamento del radiotelescopio FAST da 500 metri Tianyan, "Occhio del Cielo". Da quando ha iniziato le operazioni, questo osservatorio ha notevolmente ampliato il numero di FRB rilevati. Infatti, secondo una ricerca condotta dagli Osservatori Astronomici Nazionali dell'Accademia Cinese delle Scienze (NAO/CAS), l'osservatorio ha rilevato un totale di 1.652 raffiche indipendenti da una singola sorgente in 47 giorni.
L'origine di queste esplosioni è ancora sconosciuta, le possibili spiegazioni vanno dalle stelle di neutroni iper-magnetizzate e dai buchi neri alle stringhe cosmiche rimaste dal Big Bang e persino alle trasmissioni aliene. Questa spiegazione esotica è particolarmente interessante quando si tratta di FRB ripetuti, poiché la ripetizione si presta a spiegazioni artificiali. Ciò include il segnale designato FRB 121102, che è stato originariamente rilevato nel 2012 ed è il primo ripetitore noto e il primo FRB ben localizzato. Non solo questo segnale è stato rintracciato in una galassia nana a 3 miliardi di anni luce di distanza, ma sta ripetutamente scoppiando a intervalli abbastanza regolari.
Osservazioni precedenti hanno determinato che si ripete su un ciclo di 157 giorni che consiste in una fase inattiva di 67 giorni, seguita da un periodo di 90 giorni in cui emetterebbe ripetutamente intensi brillamenti radio. Negli ultimi anni, Pei Wang e le molte istituzioni che partecipano al progetto del telescopio FAST hanno monitorato FRB 121102 e registrato diversi lampi ripetuti – uno che consisteva in 20 impulsi in un giorno e un altro in cui sono stati osservati 12 lampi in due ore.
Da questi, Wang e i suoi colleghi sono stati in grado di perfezionare le stime del ciclo di FRB 121102, che ora collocano a 156,1 giorni. Ma quando hanno esaminato i dati di backend ottenuti da FAST durante la sua fase di messa in servizio, hanno notato che FRB 121102 vissuto un periodo di attività veramente energico. Durante i tre mesi, che vanno dal 29 agosto al 29 ottobre 2019, FAST ha rilevato non meno di 1.652 raffiche indipendenti in 59,5 ore per 47 giorni.
I ricercatori hanno anche determinato che la distribuzione di energia delle esplosioni è di natura bimodale, il che significa che sono distribuite in uno dei due modi, a seconda del livello di energia. In altre parole, hanno scoperto che gli impulsi FRB più deboli sono più casuali mentre quelli forti si verificano con maggiore coerenza. Inoltre, questi ultimi risultati hanno anche permesso al team di indagare la gamma di cause teoriche e restringerle.
Per prima cosa, la mancanza di periodicità (o quasi-periodicità) di questo FRB ripetuto sfida l'idea che derivi da un singolo oggetto compatto rotante (alias un buco nero o una stella di neutroni). In secondo luogo, l'alto tasso di scoppio sfavore i meccanismi ad alta energia o artificiosi, il che mette in dubbio le teorie dell'agenzia aliena. Ma soprattutto, hanno scoperto che l'alta cadenza di queste esplosioni (dove molte accadono nel corso di intervalli di un'ora) faciliterà i futuri studi statistici.
Gli astronomi prevedono di essere in grado di condurre indagini sulla natura periodica di queste esplosioni, con ricerche che durano tra 1 millisecondo e 1000 secondi. Inoltre, prevedono che il telescopio FAST svolgerà un ruolo vitale. "Essendo la più grande antenna del mondo, la sensibilità di FAST si dimostra favorevole a rivelare la complessità dei transienti cosmici, compresi gli FRB", ha detto il Prof. Li.