Gli astrofisici hanno creato un catalogo per risolvere il mistero delle esplosioni radio veloci

Uno dei più sconvolgenti enigmi dell'astrofisica moderna è la natura di Fast Radio Bursts, che sono stati scoperti nel 2007. Questi sono apparentemente rari, lampi di luce estremamente luminosi con lunghezze d'onda radio. Durano solo millisecondi; originano al di fuori della nostra galassia, la Via Lattea; provengono da regioni con campi magnetici enormemente forti; e passare attraverso una quantità significativa di gas o polvere prima di raggiungere la Terra.

Tutti questi fatti potrebbero far sembrare che gli scienziati sappiano molto su Fast Radio Bursts. In realtà, non lo facciamo. Ad esempio, anche se sappiamo che non provengono dalla nostra galassia, non sappiamo da dove provengano. Non sappiamo cosa li causa. E non siamo sicuri che potrebbero essere utili come standard cosmologici per misurare le proprietà su larga scala del nostro universo.

Sono state proposte dozzine di teorie su Fast Radio Bursts. Alcuni sono conformi alla fisica standard. Altri sono più esotici, comprese le stringhe cosmiche - ipotetiche strutture unidimensionali formate nell'universo primordiale - o addirittura piuttosto bizzarre: una teoria suggerisce che gli alieni siano responsabili.

Ora, nel tentativo di scoprire la verità su Fast Radio Bursts, abbiamo creato un catalogo che elenca ogni teoria, insieme ai suoi pro e contro. Gli scienziati di tutto il mondo possono valutare e nuovi dati e scoperte verranno aggiunte durante tutto il processo.

Alcuni di questi dati verranno da progetti nel continente africano, come l'Idrogeno e l'Analisi in tempo reale eXperient (HIRAX), MeerKAT e lo Square Kilometer Array (SKA), che dovrebbero scoprire e localizzare migliaia di burst radio veloci.

Questa piattaforma produrrà una grande quantità di conoscenza. Fornirà inoltre informazioni preziose sulla sociologia scientifica, in quanto i ricercatori internazionali collaboreranno e alla fine, speriamo, identifichino il modello più accettabile.

Una gamma di teorie

Forse proprio perché sono così elusivi, Fast Radio Bursts ha ricevuto molta attenzione da parte di astronomi, astrofisici, cosmologi e fisici negli anni successivi alla loro scoperta.

Queste sono le principali teorie che sono emerse finora.

• Fast Radio Bursts coinvolge tipi di stelle di neutroni, come le pulsar (che ruotano rapidamente) o le magnetars (che sono altamente magnetizzate). Queste sono probabilmente le teorie più plausibili, dal momento che i campi magnetici intrinseci ed estremamente grandi delle stelle di neutroni possono naturalmente soddisfare i requisiti energetici per Fast Radio Bursts.
• La fusione di corpi astronomici (come buchi neri, stelle di neutroni e nane bianche) e il loro collasso, è stata proposta come possibile origine per Fast Radio Bursts.

In tali processi, enormi quantità di energia vengono rilasciate in tempi brevi. Questo potrebbe creare radiazioni simili a Fast Radio Bursts.

• Alcuni dei modelli più esotici hanno una base più teorica. Coinvolgono oggetti ipotetici come le stelle di quark (i quark sono le particelle subatomiche che costituiscono i neutroni e i protoni), le stelle assiali (le assunzioni sono particelle estremamente leggere, ipotetiche, subatomiche) e la materia oscura: la materia ipotetica e non osservata che si ritiene rappresenti 27 percento del contenuto totale di materia dell'universo.

• Un'altra teoria abbastanza improbabile è che le raffiche di Radio veloci sono fulmini su pulsar.

E poi c'è il suggerimento che Fast Radio Bursts sia una prova di alieni. È certamente la più insolita delle teorie proposte, ma non può ancora essere esclusa come una possibilità.

Sebbene sia improbabile, Fast Radio Bursts può essere il segnale di un faro installato da una civiltà extraterrestre, o forse da vele leggere che sfruttano i fotoni per viaggiare attraverso la galassia.

C'è una notevole variazione in questi modelli, ed è un duro lavoro per restringere le opzioni e raggiungere il consenso. Delle 50 teorie o modelli proposti fino ad oggi, solo tre sono stati eliminati. Questo è ciò che ci ha spinto a creare il catalogo e ad invitare il coinvolgimento della più ampia comunità scientifica.

Piattaforma per il dibattito

Non è un compito facile convincere gli scienziati a parlarsi di Fast Radio Bursts. Questo perché gli scienziati in questione hanno diverse specializzazioni e provengono da tutto il mondo.

Il catalogo online offre una piattaforma adeguata e accessibile per la discussione, il dibattito e la condivisione delle conoscenze. C'è anche una storia tracciabile, che ci offre l'opportunità di studiare in che modo, come umani, lavoriamo insieme per risolvere problemi scientifici - e forse come questo processo possa essere ottimizzato in futuro.

Parte della nostra motivazione, in quanto fisici teorici, era sviluppare questo impegno e immergersi in noi stessi. I problemi sono ricchi e le acque sono profonde.

I dati su Fast Radio Bursts stanno iniziando a riversarsi ora, grazie a tali cambiavalute come MeerKAT e HIRAX. Quando arriva, viene esaminato e vengono pubblicati articoli, saremo in grado di iniziare a escludere teorie e scavare più a fondo nelle teorie praticabili. Entro cinque anni, questo mistero potrebbe essere risolto.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Emma Platts e Amanda Weltman. Leggi l'articolo originale qui.