Astrónomos mexicanos y canadienses hallaron el misterioso origen de una señal de radio detectada en el espacio

23 noviembre 2021
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El universo local esconde muchos misterios. Y uno de los que fascina a la astronomía moderna son los estallidos rápidos de radio (FRBs, por sus siglas en inglés) que viajan por el espacio, desde lugares remotos y desconocidos.

Se trata de pulsos altamente intensos de emisiones de radio que solo duran milésimas de segundo y que proceden de distancias muy lejanas. Encontrar estos estallidos es una tarea muy compleja y también lo es identificar qué fuente los emite. Hasta la fecha, solo se han detectado unos 600 FRBs y en muy pocas ocasiones los científicos pudieron descubrir de qué galaxia procedían.

Ahora, investigadores del Experimento Canadiense de Cartografía de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME, por sus siglas en inglés), junto a expertos del Instituto de Astronomía de la UNAM y del INAOE, lograron identificar el origen del FBR repetitivo 20181030A, que fue reportado por primera vez en 2019.

Según el estudio, la fuente de esta ráfaga de radio se localiza en el supercúmulo local Laniakea, concretamente en la galaxia NGC 3252, ubicada a unos 65 millones de años luz.

“Esto lo convierte en el segundo estallido rápido de radio extra galáctico más cercano hasta ahora”, explica el INAOE.

Para hallar la procedencia del FRB, los científicos utilizaron el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio Canarias (GTC). El primer paso era estudiar las coordenadas en las que se detectó el pulso intenso de radio, y después, observar los distintos objetos que se encontraban en la región de incertidumbre, y las distancias entre ellos.

“Necesitábamos asociar este FBR a un objeto visible en el rango óptico para estudiar sus propiedades. La región de incertidumbre en las coordenadas del FBR abarca muchos objetos ópticos, por lo cual usamos el modo observacional de multi-objeto”, explicó el doctor Divakara Mayya, investigador mexicano del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), que formó parte del proyecto.

La eclipse muestra los límites dentro de los cuales se originó la emisión del FRB. El Gran Telescopio de Canarias fue utilizado para obtener los redshifts de las siete fuentes marcadas, lo que permitió a los autores identificarla fuente 4, una galaxia espiral conocida como NGC 3252, como la única candidata dentro de la distancia máxima permitida de la fuente FRB, y también estudiar la formación estelar y abundancia química de esta galaxia (Foto: Bharadwaj et al. 2021, Astrophysical Journal Letters, 919, L24 https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac223b)

Esta técnica permitió al equipo de expertos obtener los “redshift” (corrimiento al rojo), que son básicamente indicadores que arrojan información sobre la distancia que hay entre cada objeto ubicado dentro de la región de incertidumbre, que se dibuja en función de las coordenadas en las que se detectó el estallido.

“De este análisis de distancia resultó que de la región estudiada solo una galaxia, que de hecho es la galaxia grande que está en el primer plano del campo, resultó ser la galaxia anfitrión del FRB. Sabemos que este flujo está localizado en la galaxia pero no sabemos aún qué tipo de objeto emite en ondas de radio”, agregó Mayya.

Al utilizar el modo rendija larga del instrumento OSIRIS, los expertos obtuvieron información sobre las propiedades físicas de NGC3252 y hallaron que la galaxia anfitrión es similar a la Vía Láctea; tiene forma de espiral y constantemente convierte gas en estrellas.

“No se puede concluir si este tipo de galaxias hospedan preferentemente estos FRBs, pero la detección de este FRB en NGC 3252 permitirá hacer seguimiento en diversas longitudes de onda, especialmente en rayos X y gamma”, indicó el INAOE en un comunicado.

Identificar la fuente de estos pulsos intensos de radio es importante porque permite comprobar distintos modelos teóricos y nos habla de la forma en que se originan estos flujos. Los resultados de la investigación, que lideró Mohit Bhardwaj, estudiante de doctorado de la Universidad McGill, fueron publicados en octubre por la revista especializada Astrophysical Journal Letters,

El misterio de los estallidos rápidos de radio (FRB)

A pesar de que el equipo de México y Canadá descubrió la fuente del FRB 20181030A, la doctora del Instituto de Astronomía de la UNAM, Aida Kirichenko, explica que la naturaleza de las ráfagas de radio aún no está bien definida.

“Son fuentes muy poderosas que proceden de diferentes partes del Universo. Al menos un estallido de radio se detectó de una fuente que se encuentra en nuestra galaxia. Es un “magnetar”, que es una estrella de neutrones con un campo magnético muy alto. Las estrellas de neutrones son estrellas compactas que se encuentran en las etapas finales de la evolución estelar de las estrellas masivas. Sin embargo, observaciones de diferentes galaxias anfitrionas nos muestran que es probable que no todos los estallidos de radio lleguen del mismo tipo de objetos. Esto los hace más misteriosos porque no podemos explicar la naturaleza de todos los estallidos con la misma teoría, y por eso se necesita detectar más estallidos y caracterizar más los ambientes de donde provienen para poder definir la naturaleza o proponer mejores modelos para explicarlos”, indicó la experta, quien también formó parte del estudio.

La primera vez que se descubrió en el universo un estallido de radio fue en 2007.

“Fue descubierto por un estudiante de doctorado. Él estaba investigando datos púlsares del telescopio Parkes y encontró esta señal rara. Después, otros estallidos fueron detectados con diferentes telescopios, pero desde 2018 el interferómetro CHIME revolucionó este campo de estudio, porque cientos de FRBs fueron detectados con este instrumento”, indicó Kirichenko.

“CHIME es un interferómetro estacionario que hace un barrido de la mitad del cielo en un día con la rotación de la Tierra. El alto número de los estallidos detectados en ondas de radio aumenta las probabilidades de tener una buena muestra de candidatos apropiados para estudios en otras longitudes de onda, en las cuales el factor de distancia es crucial. Estos estudios son de gran importancia para entender la naturaleza de los FRBs”, agregó la doctora.

La principal dificultad deriva en que la ráfaga dura solo milésimas de segundo y es necesario cubrir todo el cielo para determinar cuándo se emitió y de dónde procede.

“En el óptico no estamos detectando la ráfaga, porque ya pasó, pero estamos tratando de ver qué hay en ese lugar normalmente. Es decir, buscamos el objeto que la emite pero no la ráfaga en sí”, agregó el doctor Divakara Mayya.

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