.

El telescopio de apertura esférica de quinientos metros (FAST) en la provincia de Guizhou (China).

Espacio

El curioso caso de la ráfaga rápida de radio 200428 y su misterioso origen

1

Las ráfagas de radio rápidas son señales superintensas e increíblemente breves, cuyo origen todavía se desconoce. Tres nuevas investigaciones sugieren que la FRB detectada el 28 de abril fue creada por un magnetar a 30.000 años luz de la Tierra, cerca del centro de la galaxia Vía Láctea

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 10 Noviembre, 2020

Las ráfagas rápidas de radio (o FBR, siglas en inglés de fast radio bursts) figuran entre los misterios más extraños de la ciencia espacial. Estos pulsos duran menos de cinco milisegundos, pero liberan más energía que el Sol en días o semanas. Desde que se detectaron por primera vez en 2001 (cuyo descubrimiento se publicó en 2007), los científicos han identificado docenas de FRB. La mayoría son señales únicas, pero algunas se repiten, incluida una que aparece en un tempo regular

Pero nadie ha podido explicar exactamente qué produce las FRB. Hasta ahora, solo se habían localizado cinco en regiones específicas del espacio y todas se originaron fuera de nuestra galaxia. Cuando una señal viene de tan lejos, es muy difícil encontrar el objeto responsable de su creación. La mayoría de las teorías para explicarlas se centran en las colisiones cósmicas o en las estrellas de neutrones. Y, bueno, también en los extraterrestres

Lo primero que hay que decir es que no son producto de los extraterrestres. Dos nuevos estudios publicados la semana pasada en Nature sugieren firmemente que los magnetares, estrellas de neutrones altamente magnetizadas, son una de las fuentes de origen de las FRB. Los estudios también indican que probablemente son mucho más comunes de lo que nos imaginábamos. 

El astrofísico de la Universidad McGill (Canadá) y coautor del primer estudio publicado en Nature, Daniele Michilli, afirma: "No creo que podamos concluir que todas las ráfagas rápidas de radio provengan de los magnetares, pero los modelos que sugieren que los magnetares representan el origen de las ráfagas rápidas de radio son muy probables".

Los nuevos hallazgos se centran en una FRB detectada el 28 de abril por dos telescopios: CHIME (el Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno de Columbia Británica (Canadá)) y STARE2 [una formación de tres pequeñas antenas de radio ubicadas en California y Utah (EE. UU.)]. La señal, denominada FRB 200428, liberó más energía en ondas de radio en un milisegundo que el Sol en medio minuto

Es normal que CHIME encuentre FRB; ya ha identificado docenas y, en el futuro, este telescopio podría detectar una FRB todos los días. Pero, a pesar de que STARE2 fue diseñado específicamente para buscar las FRB dentro de la galaxia, a sensibilidades más bajas que la mayoría de los otros instrumentos, pocos esperaban que tuviera éxito. Cuando empezó a funcionar el año pasado, el equipo predijo un 10 % de posibilidades de encontrar una en la Vía Láctea. 

Y entonces, sucedió. El estudiante de posgrado en astronomía en el Instituto de Tecnología de California, Caltech (EE. UU.) que dirige el proyecto STARE2 y es el autor principal del segundo estudio de Nature, Christopher Bochenek, detalla: "Cuando miré los datos por primera vez, me quedé paralizado. Tardé unos minutos en recuperarme y llamar a un amigo para sentarnos y asegurarnos de que era real". Además de STARE2 y CHIME, otros cinco radiotelescopios de América del Norte vieron esta FRB. 

Esas observaciones coincidieron con un destello increíblemente brillante surgido de una estrella de neutrones altamente magnetizada (un magnetar), denominada SGR J1935 + 2154, ubicada a 30.000 años luz de la Tierra cerca del centro de la galaxia Vía Láctea. 

Este magnetar, que es aproximadamente entre 40 a 50 veces más grande que el Sol, produce intensos episodios de radiación electromagnética, incluidos rayos X y rayos gamma. Sus campos magnéticos son tan fuertes que aplastan los átomos cercanos en formas parecidas a un lápiz. 

Los magnetares siempre han sido considerados una posible causa de las FRB, pero a los astrofísicos les había costado mucho confirmarlo, ya que todas las demás señales provenían de fuera de la Vía Láctea. 

Los investigadores compararon las ondas de radio de FRB 200428 con las observaciones de los rayos X realizadas por los seis telescopios espaciales, así como por otros observatorios terrestres. Esas emisiones de los rayos X apuntaban a SGR J1935 + 2154, que brilló 3.000 veces más que cualquier otro magnetar registrado

Los equipos de CHIME y STARE2 dedujeron que este magnetar en concreto fue responsable del evento energético que produjo no solo las brillantes emisiones de rayos X sino también la FRB 200428. Es la primera vez que se descubre algo así dentro de la Vía Láctea, y esta FRB emite más energía que cualquier otra fuente de ondas de radio detectadas en la galaxia. 

La intensidad de la señal FRB 200428 equivale a un treintavo de la FRB extragaláctica más débil registrada, y tiene una milésima parte de la fuerza de una señal media. Por lo tanto, el hecho de que STARE2 la haya registrado después de aproximadamente un año en funcionamiento es un fuerte indicio de que estas señales aparecen alrededor de la galaxia con más frecuencia de lo que los científicos pensaban. 

Un contrapunto a estos nuevos hallazgos proviene del telescopio esférico de apertura de quinientos metros, FAST, ubicado en el suroeste de China. FAST es el radiotelescopio de plato único más grande del mundo. No puede observar grandes franjas del cielo, pero puede mirar de cerca para buscar señales débiles en lugares muy lejanos.

FAST estudió SGR J1935 + 2154 durante un total de ocho horas en cuatro sesiones de observación del 16 al 29 de abril, según el tercer estudio de Nature. Y no encontró ondas de radio que coincidieran con ningún estallido conocido de rayos X o rayos gamma durante ese tiempo. 

Ese informe no necesariamente rechaza la explicación del magnetar, especialmente porque FAST no estaba observando durante el momento en el que se detectó la FRB 200428. Pero, si se confirma, sí sugiere que un magnetar que emite una FRB es un evento muy raro y que produce señales de radio que aún tenemos que descifrar completamente.

El astrónomo del Instituto Nacional de Astrofísica de Milán (Italia) Sandro Mereghetti, ayudó a dirigir las detecciones de los rayos X de SGR J1935 + 2154 realizadas por el telescopio INTEGRAL de la Agencia Espacial Europea (Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma). Aunque él cree que el descubrimiento "favorece bastante la clase de modelos FRB basados en los magnetares", señala que "aún no se han resuelto los procesos físicos específicos que conducen a las ráfagas de radio y a la emisión de los rayos X observadas". En otras palabras, no sabemos qué sucede exactamente dentro de un magnetar que podría producir las FRB junto con los rayos X o los rayos gamma asociados. 

Mereghetti concluye: "No diría que el misterio de las FRB se ha aclarado. Pero, sin duda, este es un gran avance que también abre más perspectivas para otras detecciones similares".

Espacio

  1. D. E. P. Arecibo: la ciencia despide a uno de sus telescopios más importantes

    Un huracán y dos terremotos han causado daños graves e irreparables que obligan a desinstalarlo. En sus 57 años de trabajo contribuyó a grandes avances científicos, como el hallazgo de las primeras pruebas que confirmaban la existencia de estrellas de neutrones

  2. La importancia de que China logre traer muestras de la Luna

    La misión Chang'e 5 debería llegar mañana, extraer unos dos kilos de material de su superficie y empezar su regreso en menos de 14 días. Si tiene éxito, confirmará la impresionante potencia espacial del gigante asiático y podría resolver algunos misterios lunares como la ausencia de su campo magnético

  3. Paracaídas: el nuevo y exitoso enfoque para recuperar cohetes espaciales

    La empresa de Nueva Zelanda Rocket Lab ha lanzado y recuperado con éxito su cohete insignia Electron con este enfoque pionero basado en un descenso suave. Se trata de la primera recuperación de este tipo, frente a las de SpaceX y Blue Origin, basadas en que el aparato realice un aterrizaje en vertical