Una dottoranda di 24 anni ha individuato uno strano segnale, scoprendo la più grande rivelazione dell'astronomia

Era un piccolo scarabocchio su una striscia di carta millimetrata, facile da ignorare. Ma la dottoranda ventiquattrenne che lo notò nell'estate del 1967 capì immediatamente che non apparteneva a quel contesto. Jocelyn Bell Burnell stava analizzando a mano centinaia di metri di dati ogni notte, provenienti da un nuovo radiotelescopio dell'Università di Cambridge. Lo strumento, un campo di pali di legno e cavi esteso su quattro acri, era stato progettato per studiare lo scintillio di lontane sorgenti radio. Ciò che vide invece fu una serie di impulsi provenienti dalla stessa porzione di cielo, con una regolarità di tipo "tic-tac" che rasentava la meccanicità.

Il suo supervisore, Antony Hewish, pensò che si trattasse di un'interferenza proveniente da un trasmettitore nelle vicinanze. Bell Burnell non ne era convinta. Continuò a setacciare i grafici e ritrovò il segnale: un impulso costante ogni 1,337 secondi. Quando mostrò le prove a Hewish, la prima reazione del team fu di incredulità. Etichettarono scherzosamente la sorgente come “LGM-1”, ovvero "Little Green Men" (omini verdi). Il nome era uno scherzo, ma i dati erano estremamente seri.

Come una dottoranda ventiquattrenne ha individuato il segnale che divenne le pulsar

La scoperta di Bell Burnell non è nata da un singolo momento di illuminazione. Aveva trascorso settimane a studiare i tabulati dell'Interplanetary Scintillation Array, un telescopio che produceva circa 30 metri di carta al giorno. Il sistema consisteva in oltre 1.000 antenne a dipolo disposte su un campo, che registravano i cambiamenti nella luminosità radio delle sorgenti cosmiche al passaggio del vento solare. L'output del telescopio era interamente analogico — senza alcun computer digitale a segnalare anomalie — quindi individuare un segnale significava allenare l'occhio a distinguere ciò che era normale da ciò che non lo era.

Quell'estate, Bell Burnell notò un debole segno che sembrava non del tutto casuale, occupando circa mezzo centimetro di carta. Furono necessarie osservazioni ripetute prima che potesse convincersi che fosse reale. L'impulso era troppo veloce per essere una stella, troppo stabile per essere un pianeta e proveniva da coordinate celesti fisse. Quando Hewish e il team esclusero interferenze terrestri e satelliti in orbita, l'unica spiegazione rimanente — un segnale artificiale proveniente da una civiltà aliena — sembrava tanto allettante quanto assurda.

Nel giro di poche settimane, Bell Burnell trovò altre tre sorgenti pulsanti in altre regioni del cielo. L'ipotesi aliena crollò. Se diverse civiltà ai lati opposti della galassia avessero trasmesso segnali a lunghezze d'onda radio con una tale notevole coerenza, avrebbero dovuto essere in combutta. La spiegazione più plausibile, comprese il team, era che si fossero imbattuti in un tipo di oggetto astronomico completamente nuovo.

La nascita di una nuova classe di oggetti stellari

I fisici identificarono presto i segnali come provenienti da stelle di neutroni — i nuclei collassati di stelle massicce che hanno espulso i loro strati esterni in esplosioni di supernova. Questi oggetti, larghi appena 20 chilometri, racchiudono una massa superiore a quella del Sole in una sfera così densa che un cucchiaino peserebbe miliardi di tonnellate. Mentre ruotano, campi magnetici trilioni di volte più forti di quelli terrestri spingono particelle cariche in stretti fasci di radiazione che spazzano il cosmo. Se uno di quei fasci punta verso la Terra, vediamo un impulso — proprio come il lampo di un faro.

La scoperta delle pulsar ha dimostrato che le stelle di neutroni erano reali, non solo curiosità teoriche. Ha inaugurato un nuovo campo dell'astrofisica incentrato sul comportamento della materia a densità nucleari e sotto una gravità inimmaginabile. Nei decenni successivi, le pulsar sono diventate laboratori per lo studio della relatività generale, dell'evoluzione stellare e persino della struttura dello spaziotempo. Alcune pulsar al millisecondo ruotano centinaia di volte al secondo con una stabilità che rivaleggia con gli orologi atomici, rendendole strumenti eccellenti per il rilevamento delle onde gravitazionali.

Un'omissione del Nobel che risuona ancora nella scienza

Nel 1974, il Premio Nobel per la Fisica fu assegnato a Hewish e al suo collega Martin Ryle per il loro lavoro sui radiotelescopi e la scoperta delle pulsar. Bell Burnell, la dottoranda ventiquattrenne che aveva individuato per prima il segnale, non era inclusa nel riconoscimento. La decisione scatenò un dibattito sul merito scientifico che non si è ancora placato. Sir Fred Hoyle, l'eminente astronomo, criticò pubblicamente il comitato, sostenendo che il ruolo cruciale di Bell Burnell fosse stato trascurato. Molti storici della scienza concordano sul fatto che, sebbene Hewish abbia progettato lo strumento e guidato la campagna di osservazione, fu Bell Burnell a riconoscere l'anomalia e a seguirla con tenacia.

L'omissione è diventata un punto di riferimento per le discussioni su genere e riconoscimento nella scienza. Bell Burnell stessa ha costantemente minimizzato qualsiasi ingiustizia, facendo notare che all'epoca era una studentessa e che il Nobel viene solitamente assegnato a figure senior. "Credo che sminuirebbe i premi Nobel se venissero assegnati a studenti di ricerca, tranne in casi molto eccezionali", ha dichiarato alla BBC anni dopo. Eppure, l'episodio evidenzia come il lavoro dei ricercatori junior — in particolare le donne — possa essere reso invisibile nelle grandi scoperte.

L'eredità del segnale che una dottoranda ventiquattrenne ha individuato 60 anni fa

Quasi sessant'anni dopo, quel "pezzo di sporcizia" di Bell Burnell continua a guidare la scienza d'avanguardia. Gli astronomi oggi conoscono più di 3.000 pulsar, ognuna delle quali è un residuo raggiante di una catastrofe stellare. I ricercatori le usano per mappare la galassia, misurare le distanze cosmiche e testare le teorie sul destino ultimo della materia. La prima prova indiretta delle onde gravitazionali arrivò nel 1974 da un sistema pulsar binario scoperto da Russell Hulse e Joseph Taylor — una scoperta che valse un premio Nobel e confermò la relatività generale di Einstein in un nuovo ambito.

La carriera di Bell Burnell è fiorita. Ha diretto importanti osservatori, ha promosso la diversità nella fisica e nel 2018 ha ricevuto il Breakthrough Prize in Fundamental Physics da 3 milioni di dollari. Ha donato l'intera somma per finanziare borse di studio per donne, minoranze etniche e rifugiati che studiano fisica — una decisione che ha suscitato ammirazione diffusa. La sua storia, da studentessa che fissava linee irregolari a figura venerata dell'astronomia, rimane una delle narrazioni più avvincenti della scienza moderna.

Il segnale che una dottoranda ventiquattrenne ha individuato in un angusto laboratorio di Cambridge ha fatto molto di più che scoprire una nuova specie cosmica. Ha dimostrato che l'universo, anche nelle sue morti più estreme, può produrre segnali sorprendenti che ci guidano attraverso l'oscurità.

Fonti

• Nature (articolo del 1968 che annuncia la scoperta delle pulsar)
• Archivi dell'Università di Cambridge su Jocelyn Bell Burnell
• Annuncio della Breakthrough Prize Foundation (2018)
• Interviste della BBC con Bell Burnell