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Ráfaga de radio rápida: los estudios revelan detalles sobre el origen

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CNN

Más de 15 años después de que se descubrieran las ráfagas de radio rápidas, una nueva investigación ha desentrañado y profundizado el misterio de las fuentes de estos fenómenos del espacio profundo.

Las ráfagas de radio rápidas, o FRB, son emisiones brillantes y poderosas de ondas de radio que van desde una fracción de milisegundo a unos pocos milisegundos, cada una de las cuales produce energía equivalente a la producción anual del sol.

Investigaciones recientes sugirieron que algunas FRB se originan en magnetares, que son estrellas de neutrones con campos magnéticos extremadamente poderosos. Una ráfaga de radio rápida encontrada en la Vía Láctea se asoció con un magnetar, según un estudio de 2020.

Pero los científicos aún no han identificado los orígenes de los FRB cosmológicos, que están muy distantes a miles de millones de años luz de distancia. Es un dilema que llevó a un equipo internacional de científicos a ver qué podía aprender de las observaciones de casi 1900 ráfagas de una fuente activa de ráfagas de radio rápida fuera de nuestra galaxia llamada FRB 20201124A, según un estudio publicado el 21 de septiembre en la revista Nature.

Las emisiones asociadas con FRB 20201124A ocurrieron durante 82 horas durante 54 días en la primavera de 2021, lo que la convierte en una de las ráfagas de radio rápidas más activas conocidas. Era visible a través del radiotelescopio más grande del mundo: el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros con sede en China, o FAST.

Durante los primeros 36 días, el equipo de estudio se sorprendió al ver variaciones irregulares y breves de la medida de rotación de Faraday, que mide la fuerza del campo magnético y la densidad de partículas en los alrededores de FRB 20201124A. Una medida de rotación más grande significa que el campo magnético cerca de la fuente de la ráfaga de radio es más fuerte, más denso o ambos, y una medida más pequeña significa lo contrario, dijo Bing Zhang, coautor del estudio y astrofísico, por correo electrónico.

«Esto no refleja el comienzo de la FRB (vida útil)», dijo Zhang, director fundador del Centro de Astrofísica de la Universidad de Nevada, Las Vegas. “La fuente FRB ha estado allí durante mucho tiempo, pero ha estado inactiva la mayor parte del tiempo. De vez en cuando se despierta (esta vez durante 54 días) y emite muchas ráfagas”.

Las medidas subieron y bajaron durante ese período de tiempo, luego se detuvieron durante los últimos 18 días antes de que el FRB se amortiguara, «lo que sugiere que la intensidad y/o densidad del campo magnético a lo largo de la línea de visión en las cercanías de la fuente del FRB varían con el tiempo». ”, agregó Zhang. «Sugiere que el entorno de la fuente FRB está evolucionando dinámicamente, con campos magnéticos o densidad que cambian rápidamente o ambos».

“Lo comparo con filmar una película de los alrededores de una fuente FRB, y nuestra película reveló un entorno magnetizado complejo, en evolución dinámica que nunca antes se había imaginado”, dijo Zhang en un comunicado de prensa.

Un modelo físico que hizo un equipo diferente de investigadores basado en las observaciones de FRB 20201124A propone que el FRB vino de un sistema binario a unos 8.480 años luz de distancia que contiene una magnetar y una estrella Be, una estrella que es más caliente y más grande y gira más rápido que el sol, según otro estudio publicado el 21 de septiembre en la revista Nature Communications.

El complejo entorno magnetizado de la ráfaga de radio está dentro de una unidad astronómica (la distancia entre la Tierra y el sol) de su fuente, encontraron los investigadores.

También descubrieron que el estallido se originó en una galaxia espiral barrada, que es rica en metales y de tamaño similar a la Vía Láctea, utilizando los telescopios Keck de 10 metros en Mauna Kea, Hawái. La fuente de la ráfaga de radio se encuentra entre los brazos espirales de la galaxia, donde no se está produciendo una formación estelar significativa, lo que hace que sea menos probable que el origen sea únicamente un magnetar, según el coautor del estudio de Nature, Subo Dong, profesor asociado del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica. en la Universidad de Pekín.

«Tal entorno no se espera directamente para un magnetar aislado», dijo Zhang en un comunicado de prensa. «Algo más podría estar cerca del motor FRB, posiblemente un compañero binario».

El estudio de modelado debería alentar nuevas búsquedas de señales de ráfagas de radio rápidas de los binarios Be star/rayos X, dijeron los autores.

“Estas observaciones nos llevaron de vuelta a la mesa de dibujo”, dijo Zhang. “Está claro que los FRB son más misteriosos de lo que imaginamos. Se necesitan más campañas de observación de múltiples longitudes de onda para revelar aún más la naturaleza de estos objetos”.