Il lampo radio veloce più lontano è più antico della Terra e raddoppia il record

Un lampo radio veloce, un bagliore di onde radio durato pochi millesimi di secondo, ha lasciato la propria sorgente quando l’universo aveva circa 3 miliardi di anni e ha raggiunto un telescopio in Sudafrica oltre 10 miliardi di anni più tardi. È il lampo radio veloce più distante mai ricondotto a una galassia ospite, a più del doppio della distanza del precedente primatista. Il lampo era partito oltre cinque miliardi di anni prima della formazione della Terra.

La sorpresa è arrivata quando il James Webb Space Telescope ha individuato la sua provenienza. Gli astronomi si aspettavano una galassia grande e matura. Invece, la sorgente è una debole nana, circa 1.000 volte meno massiccia di quanto il team prevedesse, che sembra aver formato la maggior parte delle sue stelle in un breve e violento episodio. Questa piccola e giovane dimora è ora uno degli indizi più forti finora emersi su ciò che produce questi lampi.

Sono stati rilevati migliaia di lampi radio veloci, ma solo circa un centinaio è stato associato a una galassia specifica e quasi tutti si trovano relativamente vicini a noi. Il nuovo lampo, catalogato come FRB 20240304B, estende questa mappa fino all’epoca più intensa della formazione stellare nella storia cosmica.

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«Ciò che rende interessanti i lampi radio veloci è che non sappiamo cosa li generi», ha dichiarato Manisha Caleb dell’University of Sydney, che ha guidato lo studio. «Abbiamo teorie sugli oggetti che li producono, ma non abbiamo prove conclusive».

Come un’antenna radio e Webb hanno trovato una galassia che nessuno riusciva a vedere

Il lampo è stato catturato da MeerKAT, una rete di 64 antenne radio nel Karoo sudafricano. Un sistema di ricerca chiamato MeerTRAP, guidato da Ben Stappers dell’University of Manchester, analizza i dati in tempo reale alla ricerca di singoli impulsi luminosi. Questo superava il rumore di fondo di oltre 100 volte e la rete ne ha fissato la posizione con una precisione di una frazione di secondo d’arco, nella costellazione del Leone.

Il primo indizio sulla sua distanza proveniva dal segnale stesso. Le onde radio che attraversano il sottile gas tra le galassie rallentano leggermente, e le frequenze più basse rallentano di più, così un lampo arriva come una scansione dai toni più alti a quelli più bassi. Gli astronomi chiamano dispersion measure l’entità di questo ritardo. Per questo lampo era di circa 2.458 unità, molto più elevata rispetto alla maggior parte dei lampi conosciuti, e indicava che il segnale aveva attraversato un’enorme colonna di gas.

Quel numero fornisce soltanto una distanza approssimativa. Per determinarne una reale servono la galassia ospite e il suo spettro, e le rilevazioni archiviate del cielo non mostravano nulla in quella posizione. Lo stesso valeva per un’ora di osservazioni profonde con il telescopio Keck I alle Hawaii e per le immagini infrarosse del MMT Observatory in Arizona. La galassia era troppo debole persino per i più grandi telescopi terrestri.

Il team ha quindi richiesto tempo osservativo su Webb. La sua Near-Infrared Camera ha individuato una macchia di magnitudine 28 a circa 0,3 secondi d’arco dalla posizione del lampo, e un test statistico ha assegnato una probabilità del 97,5% che il lampo provenisse da lì. Il Near-Infrared Spectrograph di Webb ha poi rilevato la luce dell’idrogeno e dell’ossigeno luminosi nella galassia, stirata dall’espansione dell’universo fino a un redshift di 2,148. Questo colloca il lampo nel periodo che gli astronomi chiamano mezzogiorno cosmico, quando le galassie formavano stelle più rapidamente che in qualsiasi epoca precedente o successiva.

Cosa significa il record in cifre

Il precedente primatista, un lampo catturato dal telescopio australiano ASKAP, si trovava a un redshift di circa 1,016, e la sua luce aveva viaggiato per all’incirca 8 miliardi di anni. Il nuovo lampo più che raddoppia quel redshift. Nelle parole dell’articolo scientifico, il segnale «sonda il gas ionizzato lungo circa l’80% della storia cosmica».

L’energia si colloca al vertice dell’intervallo osservato per questi eventi. Sky & Telescope l’ha espressa in termini familiari: più energia di quanta ne emetta il Sole in un anno, concentrata in un lampo più breve di un battito di ciglia.

La galassia ospite è l’aspetto più singolare. La stima del team colloca la sua massa stellare nell’ordine di 10 milioni di volte la massa del Sole, una minuscola frazione delle stelle della Via Lattea. Il suo gas contiene appena dal 10 al 20% della quota solare di elementi più pesanti dell’elio, e sta formando stelle a un ritmo molto più rapido di quanto farebbe normalmente una galassia delle sue dimensioni. I ricercatori stimano che la maggior parte delle sue stelle possa essersi formata nell’arco di circa 30 milioni di anni.

«Pensavamo che sarebbe stata una galassia grande, ben formata e con molte stelle», ha detto Caleb. Stappers è stato più diretto: «L’ospite spicca nell’intero campione di galassie che abbiamo. E non era ciò che ci aspettavamo».

Perché una galassia piccola e giovane indica un possibile responsabile

Le due spiegazioni principali formulano previsioni differenti sui luoghi in cui dovrebbero comparire i lampi. Una sostiene che provengano dalle magnetar, stelle di neutroni con campi magnetici miliardi di volte più forti dei magneti più potenti costruiti sulla Terra, nate dal collasso di stelle massicce. Queste si formano entro pochi milioni di anni dalle stelle che le generano. L’altra ipotesi afferma che alcuni lampi derivino da collisioni tra stelle di neutroni, che possono impiegare miliardi di anni per spiraleggiare l’una verso l’altra e tendono quindi a verificarsi in galassie più vecchie.

Una galassia che si è costruita in poche decine di milioni di anni lascia poco spazio all’opzione lenta. «Il nostro lavoro suggerisce che sia molto improbabile che questo FRB sia stato prodotto da una fusione», ha detto Caleb. Anche il gas povero di metalli tende a produrre più stelle molto massicce, del tipo che lascia dietro di sé magnetar. Nella nostra galassia, la magnetar SGR J1935+2154 ha già prodotto deboli lampi dello stesso tipo.

Il segnale portava con sé anche una traccia di tutto ciò che aveva attraversato. Il suo percorso attraversa l’Ammasso della Vergine, il gigantesco gruppo di galassie a circa 54 milioni di anni luce di distanza, e passa vicino a un gruppo di galassie precedentemente sconosciuto a un redshift di 0,31, a circa 3,5 miliardi di anni luce da noi. Il team stima che queste due strutture spieghino la maggior parte del ritardo aggiuntivo nel segnale.

Cosa non chiarisce

Un lampo è un solo dato. Il collegamento con le magnetar è l’interpretazione più naturale di questa galassia ospite, ma i ricercatori sottolineano che non è una prova e non significa che ogni lampo radio veloce abbia la stessa origine.

Le proprietà della galassia presentano ampi margini d’errore. La sua massa, il contenuto di metalli e la storia della formazione stellare sono stime modellistiche ricavate da poche immagini di Webb e da uno spettro di un oggetto al limite della rilevabilità. Pochissime galassie ospiti di lampi così deboli sono state studiate a qualunque distanza, quindi è difficile stabilire se questa galassia sia insolita o semplicemente la prima di un tipo che le indagini precedenti non avevano rilevato.

Il team sostiene che la scoperta non sia stata un colpo di fortuna. MeerKAT è attualmente l’unico strumento per la caccia ai lampi abbastanza sensibile da vedere così lontano, e i ricercatori prevedono che circa il 6,3% dei lampi nella sua indagine principale provenga da oltre un redshift di 2. Solo ulteriori rilevamenti lo verificheranno. «Ogni grande collezione comincia con un solo esemplare», ha affermato Joeri van Leeuwen del Netherlands Institute for Radio Astronomy, che non ha partecipato al lavoro.

Domande comuni sul lampo radio veloce più distante

Che cos’è un lampo radio veloce?

Un lampo radio veloce è un bagliore di onde radio che dura pochi millisecondi e che, nei casi più luminosi, può trasportare tanta energia quanta ne emette il Sole in un anno. Il primo è stato scoperto nel 2007. La loro origine è ancora oggetto di dibattito.

Quanto dista il lampo radio veloce più lontano?

FRB 20240304B si trova a un redshift di 2,148. Il suo segnale ha viaggiato per oltre 10 miliardi di anni e ha lasciato la sua galassia quando l’universo aveva circa 3 miliardi di anni. Si tratta di oltre il doppio del redshift del precedente primatista.

Le magnetar causano i lampi radio veloci?

Le magnetar sono la spiegazione meglio supportata, e la giovane galassia ospite in formazione stellare di questo lampo rafforza tale ipotesi. Tuttavia, nessuno studio ha dimostrato che ogni lampo provenga da una magnetar, e i ricercatori autori di questo risultato affermano che non esistono ancora prove conclusive.

Cosa succede ora

Il lampo è stato rilevato il 4 marzo 2024, presentato per la prima volta a una conferenza a Montreal nel luglio 2025 e pubblicato sulla rivista Science l’8 ottobre 2026. Il team stima che MeerKAT possa trovare e localizzare diversi lampi all’anno provenienti da oltre metà del cammino a ritroso verso il Big Bang, con Webb necessario per identificare le loro deboli galassie ospiti. Si prevede che il telescopio a media frequenza dello Square Kilometre Array, attualmente in costruzione in Sudafrica, spinga la ricerca ancora più lontano. Stappers ha espresso chiaramente l’obiettivo: «Il prossimo passo è spingere oltre questa frontiera e vedere quanto possiamo avvicinarci alle prime generazioni di stelle».

Riferimento: Caleb et al., “A fast radio burst at redshift 2, three billion years after the Big Bang,” Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adz2675

Tag: astronomia, James Webb Space Telescope, magnetar, MeerKAT, FRB 20240304B, lampo radio veloce

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