La fuente de las emisiones FRB, ligada a un entorno "extremo"

Una pista sobre el medio ambiente que alberga las misteriosas señales de radio cósmicas

Una pista sobre el medio ambiente que alberga las misteriosas señales de radio cósmicas
Repetidas “emisiones de radio rápidas” (FRB, en inglés). NAS

Astrofísicos acaban de descubrir una nueva pista sobre el medio ambiente que alberga una serie de misteriosas señales de radio cósmicas.

Su estudio muestra que la única fuente repetitiva de ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) conocida se encuentra en un entorno «extremo» ubicado entre las regiones del espacio más altamente magnetizadas jamás observadas.

Este tipo de entorno solo se ha visto alrededor de agujeros negros masivos, pero también podría ser provocado por una combinación de otras circunstancias astrofísicas extremas. Las nuevas mediciones, que se detallan en un artículo publicado en ‘Nature’, podrían ofrecer una pista importante sobre la causa de las FRB.

Los hallazgos se han presentado en la reunión de invierno de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Washington, Estados Unidos. La investigación fue realizada por una colaboración científica que incluye a la investigadora de la Fundación CIFAR R. Howard Webster Victoria Kaspi (Universidad McGill) y su colega asociado Scott Ransom (Observatorio Nacional de Radioastronomía).

«Tuve que leer mi correo electrónico algunas veces para digerirlo realmente. Seguí pensando: ‘De ninguna manera, eso no puede ser correcto'», señala Kaspi, que es directora del programa ‘Gravity & Extreme Universe’ de CIFAR. «Encontramos algo que está claramente en un lugar extremo y la ubicación extrema puede crear un fenómeno que es uno de los mayores misterios astrofísicos de los últimos tiempos», agrega.

Kaspi considera que se trata un gran avance en la comprensión de las ráfagas rápidas de radio, que duran solo unas pocas milésimas de segundo, pero son mucho más brillantes y más potentes que los flashes de radio breves conocidos, como los pulsos de los púlsares de radio, una forma de estrella de neutrones. FRB 121102 es especialmente inusual porque es la única ráfaga de repetición conocida y la primera FRB que se identificó en el cielo.

Aunque FRB 121102 se encuentra a 3.000 millones de años luz de distancia, los investigadores pudieron obtener una «visión» dentro de su entorno al examinar en detalle la polarización de su emisión de radio. El fenómeno de la rotación de Faraday describe la forma en que se comporta la luz polarizada a medida que viaja a través de sustancias en un campo magnético.

Al medir la rotación de Faraday utilizando datos del Observatorio de Arecibo (Puerto Rico) y el Telescopio Green Bank (Virginia Occidental), los científicos mostraron que la polarización de la luz de radio de esta FRB debe haber viajado a través de un área magnética ultra-alta de espacio denso con plasma.

UN ENTORNO CON UN AGUJERO NEGRO MAYOR QUE EL SOL

Una de las principales hipótesis para explicar las observaciones es que el entorno contiene un agujero negro de 10 a 100 millones de veces el tamaño del sol.

La explosión podría provenir de una estrella de neutrones cerca de un agujero negro supermasivo que produce enormes campos magnéticos, o incluso dispara gas ionizante caliente.

Otros posibles modelos incluyen una nebulosa de viento ultra-magnetizada, creada por los vientos de un pulsar. Los investigadores también han propuesto un entorno con un remanente de supernova altamente magnetizado impulsado por una joven estrella de neutrones. Estos nuevos hallazgos plantean la pregunta de si las FRB podrían ser un producto de su entorno.

«Si tienes un objeto extremo en un ambiente extremo, ¿es solo una coincidencia? Las FRB tienen estas enormes explosiones en las ondas de radio y no sabemos por qué ocurre eso. Tal vez esto sea una pista sobre el mecanismo que produce estas explosiones», apunta Kaspi, que está particularmente interesada en hablar con los miembros del programa ‘Gravity & the Extreme Universe’ que estudian objetos compactos como los agujeros negros supermasivos, incluido el de la galaxia terrestre.

El experimento canadiense de mapeo de la intensidad del hidrógeno, más conocido como el telescopio CHIME, ofrece otra forma de estudiar las FRB. La iniciativa liderada por Canadá involucra a varios investigadores de CIFAR y tiene su sede en Penticton, Columbia Británica, Canadá. Originalmente diseñado para el trabajo cosmológico, las capacidades de CHIME se han ampliado para que pueda ser un detector de FRB líder en el mundo.

El equipo de CHIME FRB espera concentrarse más en la recopilación de información para medir la rotación de Faraday ahora que ha demostrado ser fundamental para comprender las FRB.

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