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Desvelan el origen de las enigmticas rfagas de radio rpidas FRB

Desvelan el origen de las enigmticas rfagas de radio rpidas FRB



Estallidos brillantes de muy alta energa

Actualizado

Desde su primera deteccin en 2007, estas seales que slo duran milisegundos intrigan a los cientficos. Ahora tres estudios independientes vinculan su aparicin con magnetares, estrellas de neutrones magnetizadas. Es la primera vez que se localiza su origen

Instalaciones del telescopio CHIME

Instalaciones del telescopio CHIME
Andre Renard / CHIME

La seal provena del interior de la Va Lctea. El pasado 28 de abril, cientficos del Experimento Canadiense de Cartografa de la Intensidad del Hidrgeno (CHIME) detectaron una rfaga rpida de radio (FRB). Aunque la deteccin de este tipo de fenmenos es muy rara, no es la primera vez que los astrofsicos canadienses lograban registrar una FRB. La novedad en este caso era su intensidad: una rfaga normal activa entre dos y cinco antenas del radiotelescopio en Columbia Britnica, sta activ 93. Con sus primeros clculos los cientficos delimitaron su posible origen a una regin de nuestra galaxia alrededor del magnetar SGR 1935+2154.

El problema es que CHIME no estaba monitorizando esa regin, as que el equipo no dispona de una lectura precisa para establecer su brillo absoluto, pieza clave para el anlisis. “Inmediatamente pusimos un mensaje en Astronomers Telegram para alertar a otros telescopios alrededor del mundo”, recuerda Daniele Michilli, astrofsico de la iniciativa CHIME. “Afortunadamente el proyecto STARE2 estaba observando la misma seal al mismo tiempo y pudo confirmar el hallazgo”. As, en Utah y California, los miembros del Estudio para la Emisin Transitoria de Radio Astronoma 2 (STARE2) realizaron un anlisis paralelo y confirmaron la existencia de la seal (bautizada como FRB 200428). Coincidieron tambin con el primer diagnstico sobre su origen intragalctico.

Pero, adems, revelaron que la rfaga era unas 1.000 veces ms brillante de lo que inicialmente haban anunciado sus colegas canadienses. “Es sorprendente que hayamos sido capaces de observar algo as en nuestra galaxia, dado lo extremadamente raras que son estas rfagas”, seala Christopher Bochenek, investigador del Instituto Tecnolgico de California. La deteccin de FRB 200428 se analiza en profundidad en tres estudios diferentes publicados este mircoles en la revista Nature por tres grupos distintos de investigadores. Estos trabajos suponen un avance crucial para entender las rfagas rpidas de radio, a partir del anlisis de la primera FRB detectada procedente del interior de la Va Lctea. Y de la primera asociada a un magnetar en concreto.

Enigmticas seales csmicas

La primera deteccin de FRB data de 2007, realizada gracias al radiotelescopio Parkes en Australia. Desde entonces su naturaleza intriga a los astrofsicos. Se trata de estallidos brillantes de ondas de radio, con una duracin cercana a un milisegundo. Las observaciones que se han producido a lo largo de la ltima dcada han venido acompaadas de mltiples hiptesis para explicar su origen y la fsica subyacente, que incluyen desde teoras que evocan posibles fenmenos csmicos hasta una supuesta procedencia extraterrestre.

Pero la corriente principal de investigacin tiene que ver con los magnetares. Un magnetar es una estrella de neutrones altamente magnetizados y sus potentes campos magnticos podran actuar como los motores que impulsan los FRB. Pero, hasta ahora, no ha habido pruebas tangibles que los vinculen directamente con los magnetares. De ah la importancia de rastrear FRB 200428, labor que se convirti en un trabajo internacional de detectives. “Cuando varios grupos internacionales colaboran para estudiar un fenmeno en formas diferentes aprendemos muchas cosas ms”, afirma Bochenek. “Adems de los radiotelescopios, los telescopios de rayos han desempaado un papel importante al descubrir una emisin de rayos especiales, que acompaan las rfagas de radio”.

Recreaci
Recreacin de un magnetarMcGill University Graphic Design Team

Participacin espaola

Entre los instrumentos que analizaron el cielo aquel da de abril estaba el Telescopio Esfrico de Apertura de Quinientos metros (FAST), en la provincia china de Guizhou. Este radiotelescopio, extremadamente sensible, haba estado observando el SGR 1935+2154 en las semanas anteriores. Aunque los cientficos chinos no pudieron detectar la FRB 200428, s realizaron observaciones profundas y lograron ofrecer una visin de los acontecimientos subyacentes, en concreto la presencia de rfagas cortas de rayos gamma emitidas por el mismo magnetar. “El hecho de que no lo hayamos registrado tal vez tenga que ver con el espectro o la frecuencia de la seal”, explica Bing Zhang, investigador de la Universidad de Nevada-Las Vegas y responsable de la colaboracin FAST. “Sin embargo, detectamos otras 29 pequeas emisiones de rayos , lo que es interesante para dar una imagen general sobre la naturaleza alrededor de las FRB”.

Para este anlisis, recogido en otro de los artculos de Nature, contaron con la colaboracin del Instituto de Astrofsica de Andaluca del CSIC, que analiz la regin del magnetar con los telescopios robticos de la red global BOOTES, incluyendo el del BOOTES-2 de Mlaga. “Observamos la regin, imponiendo lmites a la emisin ptica -incluso de manera simultnea a la radio- lo que ha resultado en un modelo ms adecuado del entorno del magnetar y de los procesos fsicos subyacentes”, explica Alberto Javier Castro-Tirado, investigador del Instituto de Astrofsica de Andaluca (CSIC) y coautor del tercer artculo.

Los hallazgos apuntan a que los magnetares pueden producir algunas -tal vez todas- las rfagas rpidas de radio. “En este caso concreto ha sido as, pero en otras FRB la explicacin no est tan clara”, previene Castro-Tirado. “Es posible que tengan que ver con distintos tipos de objetos, al igual que ocurri con los GRB (rfagas de rayos gamma), descubiertos hace ms de 50 aos”.

En el futuro, las observaciones de las galaxias cercanas con rpida formacin estelar sern cruciales para encontrar eventos similares a FRB 200428 y ayudar as a precisar su naturaleza. Otros mecanismos de FRB impulsados por magnetares podran producir fenmenos fsicos adicionales, como estallidos de neutrinos. Eso subraya, segn los autores, la importancia de la astronoma multidisciplinar: con un estudio coordinado de tipos de seales diferentes (como la radiacin electromagntica y los neutrinos) que proporcionen todas las pistas clave para resolver este misterio csmico.

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