Un impulso elettromagnetico partito quando il cosmo era ancora relativamente giovane ha permesso agli astronomi di effettuare una scoperta importante. Il fenomeno, registrato attraverso alcuni strumenti terrestri, ha trovato una spiegazione più precisa grazie alle osservazioni del telescopio spaziale James Webb, che ha individuato una galassia molto diversa da quella immaginata inizialmente dagli studiosi.
L’evento risale a circa 10,7 miliardi di anni fa e rappresenta un nuovo primato per questa particolare categoria di segnali astronomici. L’indagine, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science l’8 ottobre 2026, fornisce inoltre informazioni preziose sulle condizioni presenti durante una fase molto lontana della storia dell’Universo.
Un impulso radio che permette di guardare nel passato
Per comprendere l’importanza della scoperta bisogna partire da una caratteristica fondamentale dell’astronomia: osservare oggetti estremamente distanti significa ricevere informazioni che appartengono al passato. La luce e le altre forme di radiazione elettromagnetica impiegano infatti un determinato intervallo di tempo per percorrere lo spazio, rendendo possibile studiare fenomeni avvenuti miliardi di anni prima della loro rilevazione.
È proprio questo il caso di FRB 20240304B, il codice assegnato a un’emissione radio intercettata il 4 marzo 2024. A riconoscerla è stato MeerKAT, un complesso di radiotelescopi installato nel territorio sudafricano e utilizzato per osservare sorgenti celesti particolarmente deboli oppure molto lontane.
Il fenomeno rientra nella famiglia dei Fast Radio Burst (FRB), impulsi caratterizzati da una durata brevissima e da una potenza considerevole. Talvolta bastano pochi millisecondi per liberare una quantità di energia tale da consentirne il rilevamento anche dopo un viaggio attraverso enormi distanze cosmiche.
Queste emissioni rappresentano uno dei settori più interessanti della ricerca astronomica contemporanea. Dal riconoscimento del primo caso, avvenuto nel 2007, gli osservatori hanno registrato migliaia di episodi. In determinate circostanze la medesima sorgente manifesta più impulsi, mentre altri eventi sembrano isolati. Tale diversità rende particolarmente complessa l’individuazione di un meccanismo fisico comune.
Nel caso dell’emissione del 2024, gli strumenti avevano raccolto indizi compatibili con una provenienza eccezionalmente remota. Mancava tuttavia una conferma indipendente, ottenibile attraverso lo studio dell’ambiente dal quale il fenomeno era partito.
La posizione del segnale era stata calcolata con notevole accuratezza. Il problema riguardava l’assenza di una galassia chiaramente riconoscibile nelle immagini ottenute dai grandi osservatori ottici terrestri. Per procedere era quindi necessario utilizzare uno strumento capace di rilevare sorgenti ancora più deboli.
La soluzione è arrivata attraverso James Webb, progettato per esaminare soprattutto la radiazione infrarossa. Questa capacità risulta particolarmente importante nello studio di oggetti lontanissimi, poiché l’espansione cosmica modifica le lunghezze d’onda della luce emessa durante le epoche più antiche.
Una piccola galassia sorprende gli astronomi
Il contributo dell’osservatorio spaziale ha permesso di aggiungere un elemento decisivo all’indagine. Utilizzando NIRCam, una delle sue apparecchiature dedicate alle immagini infrarosse, gli studiosi hanno riconosciuto una debole concentrazione luminosa proprio nell’area indicata dalle misurazioni radio.
La successiva analisi spettroscopica, effettuata attraverso NIRSpec, ha consentito di misurare il cosiddetto redshift, un parametro utilizzato per ricostruire la distanza cosmologica delle sorgenti astronomiche. Il risultato, pari a 2,148, ha collocato la galassia in un’epoca durante la quale erano trascorsi soltanto 3 miliardi di anni dal Big Bang.
Considerando che l’età attuale del cosmo è stimata in circa 13,8 miliardi di anni, gli astronomi hanno potuto confermare l’eccezionale antichità dell’evento. Fino a questa scoperta, le emissioni radio rapide associate a galassie identificate appartenevano generalmente a periodi molto più recenti.
Il risultato ha stabilito un nuovo record osservativo, ma l’aspetto più interessante è arrivato esaminando la natura della galassia.
Le previsioni iniziali orientavano la ricerca verso un sistema stellare piuttosto grande e già sviluppato. Le immagini infrarosse hanno invece rivelato una galassia nana, con caratteristiche fisiche differenti rispetto a quelle generalmente associate alle sorgenti di impulsi radio rapidi.
La sua massa è risultata addirittura 1.000 volte più piccola rispetto a quella ipotizzata dagli studiosi. Una differenza significativa, soprattutto perché numerosi fenomeni FRB conosciuti sono stati collegati a galassie più grandi, caratterizzate da una popolazione stellare abbondante.
Le dimensioni ridotte nascondono però un’attività sorprendente. La galassia individuata appare infatti impegnata in una fase di formazione stellare particolarmente intensa. Dall’analisi del ritmo con cui vengono prodotti nuovi astri, i ricercatori hanno dedotto che una parte maggioritaria delle stelle potrebbe essersi sviluppata in appena 30 milioni di anni.
Questo intervallo rappresenta una durata piuttosto contenuta rispetto ai tempi dell’evoluzione galattica. La scoperta suggerisce quindi la presenza di un ambiente giovane, dinamico e attraversato da importanti trasformazioni.
Un ulteriore particolare riguarda la composizione della galassia, contraddistinta da una quantità relativamente limitata di elementi chimici pesanti. In astronomia questi elementi vengono generalmente chiamati metalli e la loro abbondanza può offrire indicazioni sull’evoluzione delle diverse generazioni stellari.
L’oggetto appartiene inoltre a una fase conosciuta come mezzogiorno cosmico, durante la quale l’attività di formazione delle stelle raggiunse livelli particolarmente elevati nell’Universo.
L’insieme di queste caratteristiche rende il sistema individuato da James Webb un ambiente estremamente interessante per approfondire la nascita e l’evoluzione delle sorgenti radio.
Le nuove ipotesi sull’origine dei segnali cosmici
Le informazioni ricavate dalla galassia possono aiutare a distinguere alcuni dei processi astronomici che, secondo le teorie attuali, potrebbero produrre emissioni tanto intense.
Una possibilità presa in considerazione riguarda le stelle di neutroni, corpi celesti che si formano in seguito all’evoluzione finale di determinate stelle massicce. La materia presente al loro interno raggiunge densità elevatissime e le condizioni fisiche possono favorire fenomeni energetici di grande intensità.
Secondo uno dei modelli studiati dagli astrofisici, un impulso radio potrebbe essere generato quando due stelle di neutroni, appartenenti allo stesso sistema, finiscono per scontrarsi.
Questa spiegazione presenta tuttavia una difficoltà nel caso appena esaminato. L’avvicinamento progressivo dei due oggetti può richiedere periodi estremamente lunghi, talvolta quantificabili in miliardi di anni. Una galassia caratterizzata da stelle molto giovani rende meno probabile uno scenario che richieda tempi evolutivi così estesi.
Acquista invece particolare interesse un’altra categoria di oggetti: le magnetar.
Si tratta di stelle di neutroni dotate di campi magnetici eccezionalmente potenti. Possono rappresentare ciò che rimane dopo l’esplosione di una stella massiccia sotto forma di supernova. Le particolari condizioni presenti in questi corpi potrebbero favorire improvvisi rilasci di energia, anche attraverso violente perturbazioni della loro struttura.
Tra i fenomeni ipotizzati figurano i cosiddetti starquake, eventi paragonabili, per alcuni aspetti, a terremoti che interessano la struttura di una stella compatta.
L’eventuale presenza di una magnetar giovane sarebbe compatibile con le caratteristiche della galassia scoperta. In un ambiente dove nascono numerosi astri massicci, infatti, possono verificarsi anche le condizioni necessarie per la successiva formazione di questi particolari resti stellari.
L’intervallo tra la nascita delle stelle e la comparsa di un impulso radio potrebbe quindi risultare relativamente breve. Proprio questa possibilità rende l’ipotesi delle magnetar interessante per spiegare l’evento identificato nel 2024.
Gli studiosi mantengono comunque aperta la ricerca. L’associazione con una galassia giovane costituisce un elemento a favore di determinati modelli teorici, mentre l’identificazione definitiva del meccanismo responsabile richiederà ulteriori conferme.
Il fenomeno possiede inoltre un valore scientifico che va oltre la comprensione della sua origine.
Durante il percorso verso gli osservatori terrestri, un impulso radio incontra particelle e strutture distribuite nello spazio intergalattico. Queste interazioni influenzano la propagazione delle onde, modificando alcune proprietà che possono essere analizzate una volta ricevuto il segnale.
Il caso di FRB 20240304B ha permesso di riconoscere le tracce lasciate da due importanti concentrazioni di materia. Una corrisponde a un ammasso galattico precedentemente sconosciuto, situato a circa 3,5 miliardi di anni luce. L’altra è associata all’ammasso della Vergine, distante approssimativamente 54 milioni di anni luce.
Le emissioni radio rapidissime possono dunque diventare uno strumento per studiare anche le regioni apparentemente vuote del cosmo. La materia diffusa, spesso difficile da individuare mediante le osservazioni tradizionali, lascia infatti informazioni utili lungo il percorso delle onde elettromagnetiche.
Questo metodo potrebbe contribuire a ricostruire con maggiore precisione la distribuzione del gas cosmico e delle grandi strutture che collegano le galassie.
La ricerca pubblicata su Science rappresenta quindi un progresso sotto diversi aspetti. Oltre ad aver confermato un nuovo primato di distanza, ha mostrato come fenomeni estremamente energetici potessero già verificarsi quando il cosmo era molto più giovane.
Gli astronomi prevedono che MeerKAT possa individuare altri segnali provenienti da epoche remote nel corso dei prossimi anni. Il supporto di James Webb e dei futuri strumenti astronomici consentirà di studiarne gli ambienti di origine, confrontare differenti popolazioni galattiche e approfondire i processi fisici responsabili di queste emissioni.
Ogni nuova rilevazione potrebbe così aggiungere informazioni alla ricostruzione della storia cosmica, trasformando impulsi della durata di pochi millisecondi in preziosi strumenti per indagare miliardi di anni di evoluzione dell’Universo.