Por primera vez se logra identificar la fuente exacta de una misteriosa explosión de radio cósmica

Los astrónomos pudieron identificar la galaxia en la que se encontraba la fuente de las explosiones de radio rápidas FRB 180924. Anteriormente, esto se había hecho solo para una ráfaga única de FRB 121102, pero era un tipo raro de repetición, mientras que FRB 180924 fue individual. Los resultados del estudio fueron publicados en Science, según recoge el autor original de este artículo Victor Román en N+1 y comparte Paula Dumas para Periodista Digital

Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son pulsos de radiación de longitud de onda larga generados por fuentes astronómicas distantes, generalmente duran no más de un milisegundo. Fueron detectadas por primera vez de casualidad mientras procesaban datos de archivo en 2007. Desde entonces, se han producido 85 de estos estallidos, de los cuales la mayoría apareció una vez y se apagaron, pero dos se repitieron y continuaron dando impulsos.

Existe una gran variedad de teorías que tratan de explicar los FRB. Entre ellos se encuentran los núcleos activos de las galaxias, el colapso de estrellas, la interacción de los agujeros negros con estrellas de neutrones, axiones y quarks, las fusiones de varios objetos, la caída de los asteroides en estrellas de neutrones, y hasta actividad alienígena.

La fuente
En 2017, fue posible determinar la fuente del estallido repetido de FRB 121102. Resultó ser una nebulosa brillante en las ondas de radio en una galaxia enana con una alta tasa de formación de estrellas, ubicada en un desplazamiento al rojo de 0.19. Esto dio lugar a una serie de hipótesis sobre la posible asociación de FRB con magnetares jóvenes ubicados dentro del plerion, es decir, la nebulosa creada por el viento pulsar.

Al mismo tiempo, otros procesos de alta energía ocurren generalmente en tales galaxias, incluidas las largas explosiones de rayos gamma y las supernovas superpotentes, que también pueden indicar la interconexión de los fenómenos.

Los astrónomos dirigidos por Keith Bannister, del Instituto Australiano CSIRO, lograron establecer una galaxia madre para una única explosión de radio rápida. Esto fue posible gracias a las observaciones en el radio telescopio ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder), y la imagen óptica de la galaxia se obtuvo utilizando telescopios en el Observatorio Keck, Gemini y VLT.

La fuente de la ráfaga de radio rápida se ubicó en cuatro kiloparsecs desde el centro de la galaxia DES J214425.25−405400.81, ubicada en un desplazamiento al rojo de 0.3214. Los datos espectroscópicos indican que la galaxia pertenece a la clase de lenticular o espiral masiva del tipo inicial. La población estelar en ella es bastante antigua (más de 4 mil millones de años) con una masa total de 2,2 × 1010 masas solares.
Los autores no pudieron registrar la emisión de radio en el continuo de la fuente o de toda la galaxia en los siguientes días. Además, no se observaron ráfagas repetidas de radiación de onda larga desde esta dirección antes o después de FRB 180924.

Los investigadores observan no solo las diferencias en las galaxias progenitoras de las dos ráfagas de radio con fuentes conocidas, sino también su entorno inmediato completamente diferente. En el caso de la ráfaga repetida, a su alrededor había una nube de plasma fuertemente magnetizado, dentro de la cual hay una fuente permanente de emisión de radio, mientras que una sola ráfaga no puede asociarse con ninguna fuente permanente. Estos datos indican dos posibilidades: o hay dos poblaciones separadas de precursores de las explosiones de radio, o se encuentran en diferentes entornos.

El ambiente entre las galaxias
Los científicos también lograron evaluar el potencial de usar tales eventos para estudiar el ambiente intergaláctico. El principal fenómeno que permite que esto se haga es la dependencia del índice de refracción del plasma en la frecuencia. Debido a esto, a medida que la señal de frecuencia múltiple se propaga a través de dicho entorno, la dispersión se acumula gradualmente, es decir, el retardo de tiempo entre las partes de alta frecuencia y baja frecuencia. La expresión numérica de este cambio, una medida de dispersión, nos permite estimar la densidad de la sustancia entre la fuente y el receptor.




La medida de la dispersión de una ráfaga de radio debe consistir en tres componentes: la dispersión en la galaxia huésped, la dispersión en el medio intergaláctico y la dispersión en la Vía Láctea y su halo. La última contribución es bien conocida, la segunda puede estimarse a partir del modelo, pero los parámetros de una galaxia tan lejana son difíciles de medir.

Los astrónomos llegan a la conclusión de que, suponiendo una pequeña dispersión en la galaxia anfitriona, los datos se pueden explicar utilizando modelos simples del medio intergaláctico, lo que permitirá el uso de tales eventos para su estudio con estadísticas suficientes.

Hasta ahora, la poca repetitividad de las FRB ha sido un obstáculo para su estudio. Por esta razón, poco o nada se sabe de sus orígenes. Sin embargo, la búsqueda no se detiene. El anteaño pasado se detectaron algunas que provenían de otras galaxias. Incluso hace meses 15 nuevas de estas ráfagas también fueron detectadas, agrandando aún más el misterio.