Detectan misteriosa ráfaga rápida de radio en la Vía Láctea por primera vez

Según tres estudios recientes, la señal provenía de una estrella con un campo magnético muy poderoso (magnetar). El hallazgo resulta crucial para resolver un gran enigma astronómico.

Publicado 9 de noviembre de 2020 14:04 GMT-2
En abril, se utilizó el telescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST, por sus siglas ...

En abril, se utilizó el telescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST, por sus siglas en inglés) de origen chino para probar las propiedades del magnetar SGR 1935 + 2154, que generó la primera ráfaga de radio rápida detectada en la Vía Láctea.

Fotografía de Bojun Wang, Jinchen Jiang, procesada por Qisheng Cui.

El pasado 28 de abril, los radiotelescopios de Norteamérica registraron una poderosa ráfaga de ondas de radio. Los astrónomos han rastreado la fuente de esta extraña señal, y se espera que los resultados puedan revelar la causa de unas de las señales cósmicas más misteriosas que se han detectado.

En tres estudios publicados en la revista Nature, un grupo de científicos de todo el mundo confirmó que se trataba de una ráfaga rápida de radio (FRB, por sus siglas en inglés), una trasmisión de ondas de radio muy intensa que dura apenas unos milisegundos. Si bien los telescopios han podido detectar este tipo de ráfagas anteriormente, siempre procedían del exterior de nuestra galaxia. Y desde entonces, los investigadores se han preguntado por la causa de estas ráfagas efímeras pero poderosas, e hipotetizaron que podrían proceder de explosiones estelares o incluso tecnologías alienígenas.

Hoy, al menos, se puede afirmar que una de las fuentes sería un objeto estelar extraño denominado magnetar: un tipo de estrella de neutrones joven que resulta de la explosión de una estrella grande con un campo magnético muy potente.

“Cuando vi los datos por primera vez, me quedé mudo”, expresó Christopher Bochenek, estudiante de posgrado en el Instituto Tecnológico de California y autor principal de uno de los estudios, el lunes en un comunicado de prensa.

El 28 de abril de 2020, el telescopio CHIME, en Canadá, detectó la ráfaga de radio por primera vez.

Fotografía de Andre Renard / CHIME Collaboration

Esta señal es la primera ráfaga rápida de radio que se rastrea hasta una fuente específica, lo que significa una oportunidad única para estudiar en detalle estas emisiones cósmicas. “Esto nos aporta información nueva sobre las teorías del origen de las ráfagas rápidas de radio”, comentó Amanda Weltman, astrofísica de la Universidad de Ciudad del Cabo que no participó en los estudios.

En busca de ráfagas

Las ráfagas rápidas de radio se descubrieron en 2007 y es muy difíciles estudiarlas porque su duración es muy breve. En un principio, los científicos no estaban seguros de que provinieran del espacio y creían que podría tratarse de una señal procedente de una fuente en la Tierra, como de un microondas.

Para 2013, los orígenes cósmicos se confirmaron con el descubrimiento de más ráfagas y el misterio creció. Tres años más tarde, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de una procedencia repetida, que lograron rastrear a una galaxia a más de 2600 millones de años luz de la Tierra. Actualmente, los astrónomos han descubierto más de cien ráfagas rápidas de radio, casi 20 de las cuales se repiten.

Como las ráfagas son tan breves y sus orígenes se encuentran a distancias descomunales, para los astrofísicos, ha sido muy difícil averiguar la causa de estas ráfagas de radio tan intensas. Pero el 27 de abril, dos telescopios espaciales de la NASA detectaron ráfagas de rayos gamma y rayos X que provenían de un magnetar de la Vía Láctea llamado SGR 1935+2154. Al día siguiente, los radiotelescopios terrestres del hemisferio occidental captaron una señal procedente del mismo objeto.

El telescopio CHIME de Canadá, que tiene más de mil antenas de radio, fue el primero en detectar la ráfaga de radio, que venía de la misma zona del cielo que el magnetar. El equipo del CHIME enseguida envió un mensaje de alerta a los astrónomos de todo el mundo para que dispusieran sus telescopios en dirección al objeto.

La señal también pasó sobre STARE2, una red de radiotelescopios básicos a lo largo de California y Utah. Bochenek, que diseñó STARE2 y dirigió su análisis, sostuvo que la ráfaga de radio fue tan intensa que, en teoría, el receptor de un teléfono móvil 4G hubiese podido captarla.

Tras ver que las ráfagas de radio y los rayos X estaban en la misma área, los científicos establecieron una conexión entre la ráfaga rápida de radio y el magnetar, y fue la primera vez que se vinculó este tipo de señal misteriosa con un objeto celeste específico.

Decodificar la ráfaga misteriosa

La señal del magnetar es la ráfaga de radio más energética que se ha detectado dentro de nuestra galaxia. Pero, comparada con otras ráfagas de radio, esta era débil, ya que se registró una milésima de la energía que suele llegar desde fuera de la Vía Láctea.

Para los investigadores, las ráfagas débiles son más comunes que las intensas; lo que pasa es que no podemos detectarlas si están demasiado lejos. Los nuevos estudios sugieren que al menos algunas de las ráfagas de radio lejanas también proceden de magnetares.

“No podamos afirmar que todas las ráfagas de radio proceden de magnetares, pero podemos confiar en los modelos que desarrollamos y que sostienen que los magnetares son los orígenes de las ráfagas rápidas de radio”, declaró en un comunicado Daniele Michilli, investigador posdoctoral de la Universidad McGill en Montreal que trabaja en el CHIME. Y Weltman agregó que las ráfagas de radio más intensas, por ejemplo, podrían provenir de otros objetos diferentes.

Los datos también contribuyen a mejorar las teorías sobre cómo los magnetares podrían generar ráfagas rápidas de radio. En una revisión complementaria también publicada en Nature, el astrofísico Bing Zhang de la Universidad de Nevada, Las Vegas, propuso dos hipótesis que resultaron ser las más convincentes. Una de ellas sostiene que las partículas expulsadas por la superficie del magnetar colisionan con los desechos cercanos a velocidades extremas, lo que deriva en una torbellino magnetizado y ardiente que podría emitir ondas de radio y de rayos X. Según la otra hipótesis, las ráfagas rápidas de radio se forman cuando las líneas del campo magnético del magnetar se desconectan y liberan enormes cantidades de energía.

Sin embargo, Zhang y sus colegas también observaron que las condiciones para producir una ráfaga rápida de radio son un tanto raras. Unas horas después de la ráfaga del 28 de abril, el equipo estudió el magnetar con el radiotelescopio FAST de China, el telescopio de un solo plato más grande del mundo. Curiosamente, el FAST no detectó ninguna ráfaga rápida de radio procedente del magnetar a pesar de que el objeto emitió 29 pulsos de rayos X durante la observación.

Zhang señaló que no es raro pensar que los magnetares liberan ráfagas rápidas de radio en contadas ocasiones. Si toda erupción de un magnetar que emite rayos X provocara pulsos de radio, los astrónomos serían testigos de cien a mil veces más de hallazgos de los que han observado hasta el momento.

Para Weltman, el futuro de estas investigaciones es luminoso como las propias ráfagas de radio. Las redes globales de telescopios están listas para captar más pulsos como estos, tanto dentro como fuera de la Vía Láctea. Y toda vez que las ráfagas de ondas de radio pasen por la Tierra, los científicos se encargarán de descartar muchas de las teorías que describen la procedencia de estos arrebatos cósmicos, para lograr lo que Weltman describe como “la belleza real de la ciencia buena y honesta”.

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