Per oltre 20 anni, un insolito eccesso di radiazione a microonde proveniente da parti della Via Lattea ha sollevato più domande che risposte.
Gli astronomi hanno a lungo fatto affidamento sul fondo cosmico a microonde - descritto dall'astronomo Erik Leitch come "il bagliore del Big Bang" o una debole luce che soffre l'universo - per svelare i segreti dei cieli. Rimaneva però una domanda persistente: perché alcune parti del cielo erano più luminose di altre?
Ora, un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy offre una risoluzione radicale al mistero delle anomale emissioni di microonde (AME): nuvole rotanti di nanodiamondi, diamanti non più grandi della lunghezza di un tipico batterio.
Secondo Ian Sample di The Guardian, la principale autrice Jane Greaves, astronoma presso la Cardiff University del Galles, stava studiando stelle dalla polvere quando si imbatté in livelli insoliti di AME emessi da molti dei giovani esemplari. Greaves ha visitato l'Osservatorio della Green Bank nella Virginia dell'Ovest per indagare ulteriormente e alla fine ha ottenuto risultati altrettanto strani.
"Stavo cercando emissioni da piccole particelle di polvere" che offrissero informazioni sul processo di formazione dei primi pianeti, Greaves racconta Mary Beth Griggs di Popular Science . Quelle letture avrebbero dovuto iniziare a svenire e diventare costantemente più luminose, "ma questa emissione è diventata più luminosa e poi è diminuita di nuovo man mano che avanzava lungo la lunghezza d'onda - e questa è una cosa davvero difficile da fare dalla maggior parte dei processi astronomici."
Un esempio riporta che Greaves ha conferito a Anna Scaife, un astronomo dell'Università di Manchester, e ha appreso che il suo collega aveva trovato microonde simili che emanavano dalle stelle. Dopo aver individuato tre di queste stelle - V892 Tau, trovato nella costellazione del Toro nel cielo settentrionale; HD 97048, nella costellazione del cielo meridionale di Chamaeleon; e MWC 297, nella costellazione del cielo meridionale di Serpens: gli astronomi si resero conto di aver selezionato le uniche stelle conosciute per essere circondate da nanodiamondi idrogenati o minuscoli cristalli di carbonio stratificati con idrogeno congelato.
Secondo un comunicato stampa dell'Università di Cardiff, i nanodiamondi si trovano in genere all'interno di anelli di polvere e gas, o dischi protoplanetari, che circondano le giovani stelle. Le "condizioni estremamente calde ed energizzate" all'interno di questi dischi favoriscono la formazione di nanodiamondi, sebbene Sample spieghi che l'esatto processo di creazione non è chiaro. Le possibili spiegazioni includono vapore di carbonio caldo ed emissione da stelle che esplodono.
In precedenza, gli astronomi avevano sospettato che le microonde fossero generate da idrocarburi policiclici aromatici (PAH), molecole organiche che Shannon Hall di Scientific American descrive come "l'equivalente cosmico di fuliggine, sebbene prodotto da stelle che invecchiano invece che da ciminiere".
Quando Bruce Draine della Princeton University ha condotto uno studio del 2016 per testare questa ipotesi, tuttavia, non ha trovato alcuna connessione tra i PAH e il bagliore misterioso. Sebbene Draine dica ad Hall di trovare le nuove scoperte di Greaves "allettanti", avverte che il legame tra nanodiamanti e microonde potrebbe essere semplicemente una coincidenza.
Greaves e il suo team sono più certi dei loro risultati, affermando che ce n'è uno su 10.000 o meno che la connessione è dovuta al caso.
"In un metodo simile a Sherlock Holmes per eliminare tutte le altre cause, possiamo affermare con certezza che il miglior candidato in grado di produrre questo bagliore a microonde è la presenza di nanodiamanti attorno a queste stelle appena formate", ha affermato Greaves in un comunicato stampa.
Secondo il comunicato stampa, i nanodiamanti sono significativi per la loro struttura, che consente loro di emettere radiazioni elettromagnetiche mentre girano e dimensioni estremamente ridotte, che consente loro di girare incredibilmente velocemente ed emettere luce nella gamma delle microonde piuttosto che nella gamma delle lunghezze d'onda del metro .
Andando avanti, Greaves dice a Hall che lei e il suo team cercheranno di replicare le loro scoperte in ambienti più freddi, come nuvole di gas interstellare e polvere. Griggs aggiunge che Greaves spera di esplorare potenziali connessioni tra nanodiamondi e AME interstellari, con un obiettivo generale di determinare se i risultati si applicano oltre tre specifici dischi protoplanetari.
"Non capita spesso che ti ritrovi a mettere nuove parole su brani famosi", ha concluso il co-autore Scaife nel comunicato stampa, "ma" AME in the Sky with Diamonds "sembra un modo ponderato per riassumere la nostra ricerca.
