I segnali radio cosmici ripetitivi sono tra i fenomeni più enigmatici dell’astronomia moderna, e per anni hanno fatto impazzire la comunità scientifica. Adesso, grazie a una scoperta pubblicata su Nature Astronomy, un team internazionale guidato dall’Università di Sydney sembra aver trovato la risposta. Il colpevole? Un sistema stellare binario in cui una nana bianca sta letteralmente divorando la sua compagna, una nana rossa, generando potenti emissioni radio e raggi X con una regolarità impressionante: ogni 1,4 ore.

La scoperta è stata possibile grazie al radiotelescopio ASKAP del CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana. Il sistema, catalogato come ASKAP J1745−5051, è composto da due stelle che orbitano l’una attorno all’altra in poco più di un’ora. La nana bianca, un residuo stellare densissimo grande più o meno quanto la Terra ma con una massa paragonabile a quella del Sole, risucchia gas dalla compagna. Quel materiale si surriscalda, emette raggi X, e nel frattempo l’interazione tra i campi magnetici delle due stelle produce raffiche radio concentrate e periodiche. Una specie di orologio cosmico, insomma.

Perché questa scoperta cambia le carte in tavola

Quando i transienti radio a lungo periodo furono scoperti per la prima volta, molti astronomi pensarono che potessero essere stelle di neutroni a rotazione lentissima, una sorta di pulsar anomale. Il problema è che, secondo i modelli teorici, stelle di neutroni così lente non dovrebbero essere in grado di produrre segnali del genere. Era un vicolo cieco.

La nuova ricerca sposta completamente il punto di vista. Almeno alcuni di questi segnali radio ripetitivi sembrano provenire da sistemi binari con nane bianche in fase di accrescimento. Kovi Rose, dottorando all’Università di Sydney e autore principale dello studio, ha spiegato che per la prima volta è stato possibile collegare uno di questi enigmatici segnali a una “variabile cataclismica”, ovvero una nana bianca che accumula materia dalla stella vicina.

Un dettaglio affascinante: le emissioni radio e quelle in raggi X non raggiungono il picco nello stesso momento. Questo significa che vengono prodotte in regioni diverse del sistema. Le onde radio, in particolare, sembrano originarsi nella zona dove i campi magnetici delle due stelle si scontrano e interagiscono con il flusso di materia carica diretto verso la nana bianca. Il risultato sono raffiche di radiazione estremamente focalizzate che si propagano nello spazio.

Una Stele di Rosetta tra le stelle

Il team di ricerca considera ASKAP J1745−5051 una sorta di Stele di Rosetta cosmica, un oggetto di riferimento che potrebbe aiutare a decifrare altri transienti radio misteriosi sparsi per la Via Lattea. Ad oggi ne sono stati individuati circa una dozzina, e le loro origini restavano poco chiare. Questo sistema è solo il secondo transiente radio a lungo periodo che produce anche raggi X regolari, ma è il primo in cui gli scienziati hanno confermato con certezza la causa del comportamento periodico.

Le implicazioni vanno oltre la semplice classificazione di segnali. Sistemi come questo funzionano come laboratori naturali, dove è possibile studiare il comportamento della materia in campi magnetici intensi e sotto forze gravitazionali estreme, condizioni impossibili da replicare sulla Terra.

Il gruppo di ricerca ha già in programma osservazioni future combinando dati radio, ottici e in raggi X. Ogni nuova scoperta aggiunge un tassello a un puzzle che sta lentamente prendendo forma, e che potrebbe riscrivere parte di quello che si credeva di sapere su questa classe di eventi cosmici. I segnali radio cosmici ripetitivi, a quanto pare, avevano solo bisogno della chiave giusta per essere compresi.

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La Via Lattea nasconde un segreto enorme, e il telescopio spaziale Roman della NASA potrebbe essere lo strumento giusto per portarlo alla luce. Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Astronomy and Astrophysics, questa missione spaziale sarebbe in grado di individuare e persino “pesare” stelle di neutroni isolate, oggetti così densi e oscuri da sfuggire a qualsiasi osservazione diretta. Si parla di una popolazione nascosta che potrebbe contare centinaia di milioni di esemplari sparsi nella nostra galassia, eppure finora ne sono state identificate solo poche migliaia, quasi tutte sotto forma di pulsar.

Le stelle di neutroni sono ciò che resta quando una stella massiccia esplode in una supernova. Tutta la massa del Sole, e anche di più, compressa in un oggetto grande quanto una città. Condizioni di pressione e densità che non esistono in nessun altro posto nell’universo conosciuto. Il problema è che la maggior parte di questi oggetti non emette luce, onde radio o raggi X in quantità sufficiente per essere rilevata. Sono lì, da qualche parte, ma restano praticamente invisibili.

Come funziona il microlensing gravitazionale

Ed è qui che entra in gioco il telescopio spaziale Roman, con una tecnica chiamata microlensing gravitazionale. Quando una stella di neutroni passa davanti a una stella più lontana, la sua gravità curva e amplifica la luce di quella stella sullo sfondo. L’effetto è temporaneo: la stella distante appare più luminosa e leggermente spostata nel cielo. Molti telescopi riescono a cogliere l’aumento di luminosità, ma Roman farà qualcosa in più. Misurerà con estrema precisione sia la fotometria (il cambiamento di luminosità) sia l’astrometria (lo spostamento della posizione apparente della stella). Siccome le stelle di neutroni sono relativamente pesanti, il segnale astrometrico che producono è più forte rispetto a oggetti meno massicci.

“La fotometria ci dice che qualcosa è passato davanti alla stella, ma è lo spostamento della posizione a dirci quanto è massiccio quell’oggetto”, ha spiegato Peter McGill del Lawrence Livermore National Laboratory. In pratica, si può pesare qualcosa che a occhio nudo non esiste.

Risposte a domande ancora aperte

Le osservazioni del telescopio Roman potrebbero aiutare a rispondere a questioni fondamentali. Esiste un vero confine di massa tra stelle di neutroni e buchi neri? Quanto velocemente si muovono le stelle di neutroni nella galassia dopo il “calcio” ricevuto durante l’esplosione della supernova? Alcune di queste vengono lanciate nello spazio a centinaia di chilometri al secondo, e capire perché potrebbe cambiare parecchie cose nei modelli di evoluzione stellare.

Il team di ricerca, guidato da Zofia Kaczmarek dell’Università di Heidelberg, ha sottolineato che anche una singola misurazione di massa sarebbe già un risultato straordinario. “Stiamo osservando un campione piccolo che non rappresenta il quadro complessivo”, ha detto Kaczmarek. Il Galactic Bulge Time Domain Survey del telescopio Roman osserverà ripetutamente milioni di stelle in ampie porzioni di cielo, e i ricercatori prevedono di iniziare a identificare eventi promettenti già nei primi mesi dopo la messa in servizio.

C’è anche un aspetto che nessuno aveva previsto. La survey era stata progettata principalmente per scoprire esopianeti tramite microlensing fotometrico, ma la precisione astrometrica di Roman si è rivelata ideale anche per scovare stelle di neutroni e buchi neri. “Non faceva parte del piano originale”, ha ammesso McGill. “Ma si scopre che le capacità astrometriche di Roman sono davvero efficaci per questo tipo di scienza.” Se le previsioni si confermeranno, potrebbe essere la prima volta che una vasta collezione di stelle di neutroni isolate viene individuata esclusivamente attraverso i loro effetti gravitazionali. E questo, per chi studia la materia nelle condizioni più estreme dell’universo, sarebbe davvero una svolta.

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A proporre la soluzione è Mikhail Medvedev, astrofisico teorico e professore di fisica e astronomia alla KU, che ha presentato le sue conclusioni al Global Physics Summit 2026 dell’American Physical Society a Denver, con un articolo accettato dal Journal of Plasma Physics e già disponibile su arXiv. Già nel 2024, Medvedev aveva elaborato un modello teorico capace di riprodurre in parte il pattern a strisce. Ma qualcosa non tornava: il contrasto tra le bande luminose e il buio non era abbastanza marcato rispetto a quello osservato nei dati reali. Mancava un ingrediente. Quell’ingrediente, adesso, ha un nome: l’effetto lente della gravità.

Il tiro alla fune tra plasma e gravità

La Crab Pulsar si trova al centro della Nebulosa del Granchio, nel braccio di Perseo della Via Lattea, a circa 6.500 anni luce dalla Terra. È il residuo ultradenso di una supernova osservata da astronomi cinesi e giapponesi nel 1054. La sua vicinanza relativa e la visibilità eccezionale ne fanno un laboratorio naturale per studiare stelle di neutroni, resti di supernova e nebulose.

Quello che rende unica la Crab Pulsar è il suo segnale radio. La maggior parte delle pulsar emette onde radio rumorose e distribuite su un ampio spettro. La Crab Pulsar no. Produce bande nette, separate da oscurità completa. Come ha spiegato Medvedev: se fosse un arcobaleno, sarebbe come vedere solo certi colori specifici, con il nulla assoluto tra uno e l’altro.

Il plasma nella magnetosfera della pulsar funziona come una lente che defocalizza, cioè tende a separare e allargare i raggi di luce. La gravità, al contrario, agisce come una lente convergente, piegando i raggi verso l’interno. Quando questi due effetti si sovrappongono, esistono percorsi specifici lungo i quali si compensano a vicenda. Ed è proprio qui che nasce la magia.

Come nascono le strisce zebrate

L’interazione tra plasma e gravità crea percorsi multipli per le onde radio della Crab Pulsar. Per simmetria, esistono almeno due cammini quasi identici che portano la luce fino all’osservatore. Quando i segnali provenienti da questi percorsi si combinano, funzionano come un interferometro naturale. A certe frequenze le onde si rinforzano reciprocamente, producendo bande brillanti. Ad altre si cancellano, generando buio totale. Questo meccanismo di interferenza è esattamente ciò che produce le famose strisce zebrate.

Medvedev sottolinea che si tratta del primo caso osservato in cui gravità e plasma lavorano insieme per modellare un segnale proveniente dallo spazio. Nelle immagini dei buchi neri, è solo la gravità a fare il lavoro. Nella Crab Pulsar, entrambi gli effetti cooperano, e questo rende la scoperta davvero senza precedenti.

Uno strumento nuovo per capire le stelle di neutroni

Il meccanismo alla base delle strisce zebrate della Crab Pulsar è ora sostanzialmente compreso dal punto di vista qualitativo. Restano possibili affinamenti: il modello attuale tratta la gravità in un’approssimazione statica, e l’inclusione degli effetti rotazionali della pulsar potrebbe introdurre correzioni quantitative, senza però stravolgere il quadro generale.

Quello che conta davvero è che questo modello apre una strada nuova. Potrebbe offrire agli scienziati un modo potente per studiare sistemi gravitazionali in rotazione, mappare la distribuzione della materia attorno alle stelle di neutroni e persino ottenere indizi sulla loro struttura interna attraverso gli effetti gravitazionali. Dopo vent’anni di domande, le strisce zebrate della Crab Pulsar hanno finalmente trovato una spiegazione che regge. E la risposta, come spesso accade nell’astrofisica, era nascosta nel dialogo tra due forze fondamentali dell’universo.

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