(Noticias de Nanowerk) Los astrónomos del MIT y otros lugares han detectado una señal de radio extraña y persistente de una galaxia distante que parece estar parpadeando con una regularidad sorprendente.
La señal se clasifica como Fast Radio Burst, o FRB, una ráfaga extremadamente poderosa de ondas de radio de origen astrofísico desconocido, que generalmente dura unos pocos milisegundos como máximo. Sin embargo, esta nueva señal persiste hasta tres segundos, aproximadamente 1000 veces más que el FRB promedio. Dentro de esta ventana, el equipo detectó ráfagas de ondas de radio que se repiten cada 0,2 segundos en un claro patrón periódico, similar a un corazón latiendo.
Los investigadores han etiquetado la señal FRB 20191221A, y actualmente es la FRB más longeva con el patrón periódico más claro descubierto hasta ahora.
La fuente de la señal está en una galaxia distante, a varios miles de millones de años luz de la Tierra. Exactamente cuál podría ser esa fuente sigue siendo un misterio, aunque los astrónomos sospechan que la señal podría provenir de un púlsar de radio o un magnetar, los cuales son tipos de estrellas de neutrones: núcleos extremadamente densos, de rotación rápida y colapsados de estrellas gigantes.
«No hay muchas cosas en el universo que emitan señales estrictamente periódicas», dice Daniele Michilli, posdoctorado en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. «Ejemplos que conocemos en nuestra propia galaxia son radio púlsares y magnetares que giran y producen una emisión radial similar a un faro. Y creemos que esta nueva señal podría ser un magnetar o un púlsar con esteroides”.
El equipo espera descubrir más señales periódicas de esta fuente, que luego podrían usarse como un reloj astrofísico. Por ejemplo, la frecuencia de las explosiones y cómo cambian a medida que la fuente se aleja de la Tierra podría usarse para medir la velocidad a la que se expande el universo.
El descubrimiento se informa en la revista. Naturaleza («Periodicidad sub-segundo en una ráfaga de radio rápida») y fue escrito por miembros de la Colaboración CHIME/FRB, incluidos los coautores del MIT Calvin Leung, Juan Mena-Parra, Kaitlyn Shin y Kiyoshi Masui en MIT Michilli, quienes escribieron el descubrimiento primero como investigador en la Universidad McGill y luego como postdoctorado en el MIT.
«bum pum pum»
Desde el descubrimiento del primer FRB en 2007, se han detectado cientos de ráfagas de radio similares en todo el Universo, más recientemente por el Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, o CHIME, un radiotelescopio interferométrico compuesto por cuatro grandes reflectores parabólicos y ubicado en el Observatorio Radioastrofísico de Dominion en Columbia Británica, Canadá.
CHIME monitorea continuamente el cielo a medida que la tierra gira y está diseñado para registrar las ondas de radio emitidas por el hidrógeno en las primeras etapas del universo. El telescopio también es sensible a las ráfagas de radio rápidas y, desde que comenzó a observar el cielo en 2018, CHIME ha detectado cientos de FRB que emanan de diferentes partes del cielo.
La gran mayoría de los FRB observados hasta ahora son eventos únicos: ráfagas ultrabrillantes de ondas de radio que duran unos pocos milisegundos antes de extinguirse. Recientemente, los investigadores descubrieron el primer FRB periódico, que parecía emitir un patrón regular de ondas de radio. Esta señal consistía en una ventana de cuatro días de ráfagas aleatorias que luego se repetían cada 16 días. Este ciclo de 16 días mostró un patrón periódico de actividad, aunque la señal de ráfaga de radio real fue aleatoria en lugar de periódica.
El 21 de diciembre de 2019, CHIME captó una señal de un posible FRB, que inmediatamente llamó la atención de Michilli, que estaba escaneando los datos entrantes.
«Era inusual», recuerda. “No solo fue muy largo, con una duración de unos tres segundos, sino que hubo picos periódicos que fueron notablemente precisos, enviando cada fracción de segundo, boom, boom, boom, como un latido del corazón. Esta es la primera vez que la señal en sí es periódica”.
Explosiones brillantes
Al analizar el patrón de las ráfagas de radio de FRB 20191221A, Michilli y sus colegas encontraron similitudes con las emisiones de radio púlsares y magnetares en nuestra propia galaxia. Los púlsares de radio son estrellas de neutrones que emiten haces de ondas de radio que parecen pulsar a medida que la estrella gira, mientras que los magnetares producen una emisión similar debido a sus campos magnéticos extremos.
La diferencia clave entre la nueva señal y las emisiones de radio de nuestros propios púlsares y magnetares galácticos es que FRB 20191221A parece ser más de un millón de veces más brillante. Michilli dice que los destellos brillantes pueden provenir de un púlsar o magnetar de radio distante, que generalmente es menos brillante cuando gira, y por alguna razón desconocida ha estado emitiendo un tren de estallidos brillantes en una rara ventana de tres segundos que CHIME afortunadamente se colocó ser capturado
«CHIME ahora ha descubierto muchos FRB con diferentes propiedades», dice Michilli. «Hemos visto a algunos viviendo en nubes muy turbulentas, mientras que otros parecen estar en un ambiente limpio. Según las propiedades de esta nueva señal, podemos decir que hay una columna de plasma alrededor de esta fuente, que debe ser extremadamente turbulenta”.
Los astrónomos esperan detectar estallidos adicionales del FRB 20191221A periódico que puedan ayudar a refinar su comprensión de su origen y de las estrellas de neutrones en general.
«Este descubrimiento plantea la pregunta de qué podría estar causando esta señal extrema que nunca antes habíamos visto y cómo podemos usar esta señal para estudiar el universo», dice Michilli. «Los futuros telescopios prometen descubrir miles de FRB cada mes, y en ese momento podemos encontrar muchas más de estas señales periódicas».
