Extraña ráfaga de radio suscita nuevas interrogantes

Un equipo de astrónomos y astrónomas detectó el segundo ejemplo de una ráfaga rápida de radio (FRB, en su sigla en inglés) junto con una compacta fuente de emisiones de radio débiles, pero persistentes, intercalada entre los destellos. El hallazgo plantea nuevas interrogantes sobre la naturaleza de estos misteriosos objetos y su utilidad para estudiar el espacio intergaláctico. Para observar el objeto, descubierto en 2019, el equipo científico usó el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), entre otros telescopios.

El objeto en cuestión, conocido como FRB 190520, fue descubierto por el telescopio FAST, un telescopio esférico de 500 metros de diámetro ubicado en China. El 20 de mayo de 2019 se produjo una ráfaga que se descubrió en los datos del telescopio en noviembre de ese año. Las observaciones realizadas posteriormente con el telescopio FAST revelaron que, a diferencia de muchas otras FRB, este objeto emite ráfagas reiteradas de ondas de radio.

Las observaciones realizadas con el VLA en 2020 permitieron determinar la ubicación de la fuente y, posteriormente, observarla en frecuencias de luz visible con el telescopio Subaru, en Hawái. De esa forma, se descubrió que las ráfagas provienen de la zona periférica de una galaxia enana situada a casi 3.000 millones de años luz de la Tierra. Asimismo, las observaciones del VLA revelaron que el objeto emite unas tenues ondas de radio de forma reiterada entre las ráfagas.

Estas características se asemejan mucho a las de la primera ráfaga, cuya ubicación se logró determinar en 2016 (también gracias al VLA)”, señala Casey Law, de Caltech. En ese entonces, el hallazgo fue pionero en proporcionar información sobre el entorno y la distancia de una fuente de FRB. Sin embargo, la combinación de ráfagas reiteradas y emisiones de radio intercaladas provenientes de una zona compacta distinguía el objeto de 2016 (llamado FRB 121102) de los demás fenómenos de tipo FRB. Hasta ahora.

“Ahora conocemos dos objetos de este tipo, y eso plantea preguntas importantes”, afirma Casey Law, quien forma parte de un equipo internacional que publicó sus hallazgos en la revista Nature.

Las diferencias entre FRB 190520 y FRB 121102 y las demás fuentes de FRB avalan una teoría planteada anteriormente según la cual podría haber dos tipos distintos de FRB.

“¿Las que se repiten son diferentes de las demás? ¿Y cómo explicar la persistente emisión de radio? ¿Es un fenómeno común?”, interroga Kshitij Aggarwal, estudiante de posgrado de la Universidad de West Virginia (WVU).

Según el equipo de investigación, las FRB podrían ser el resultado de dos mecanismos distintos, o bien los objetos que los generan podrían comportarse de forma diferente en distintas etapas de su evolución. El origen más probable de las FRB son estrellas de neutrones superdensas nacidas de la explosión de una supernova o bien estrellas de neutrones con campos magnéticos ultrafuertes, llamados magnetoestrellas.

Una característica de FRB 190520 pone en tela de juicio la utilidad de las FRB para estudiar el material presente entre ellas y la Tierra. Por lo general, la comunidad científica analiza el efecto de dicho material en las ondas de radio emitidas por objetos distantes con el fin de estudiar el material en cuestión. Uno de esos efectos se genera cuando las ondas de radio atraviesan el espacio que contiene electrones libres, donde las ondas de frecuencias más altas viajan más rápido que las de frecuencias más bajas.

Ese efecto, conocido como dispersión, puede medirse para determinar la densidad de los electrones en el espacio entre el objeto y la Tierra, o, si se conoce o presupone su densidad, para hacer un cálculo aproximado de la distancia hasta el objeto. Así es como suele calcularse la distancia hasta los pulsares.

En el caso de FRB 190520, este método no funcionó. Un cálculo independiente de la distancia basado en el efecto Doppler causado por la expansión del Universo en la luz de la galaxia arrojó una distancia de casi 3.000 millones de años luz de la Tierra. Sin embargo, la ráfaga presenta una cantidad de dispersión que normalmente equivaldría a una distancia de unos 8.000 a 9.500 millones de años luz.

“Esto significa que hay mucho material cerca de la FRB que perjudicaría cualquier intento de usarlo como parámetro para calcular la cantidad de gas existente entre las galaxias”, explica Kshitij Aggarwal. “De ser así en otros casos, no podríamos usar las FRB como instrumento cósmico de medición”, agrega.

El equipo señala que FRB 190520 puede ser una “recién nacida”, aún rodeada del denso material expulsado por la explosión de una supernova, de la que surgió la estrella de neutrones. A medida que se disipe ese material, la dispersión de las señales de la ráfaga también

disminuiría. En este escenario, según plantean, las ráfagas reiteradas también podrían ser una característica de una FRB más joven y mermar con el tiempo.

“El campo de la FRB está desplazándose muy rápido, y todos los meses hay hallazgos nuevos. Dicho esto, sigue habiendo grandes interrogantes, y este objeto nos está entregando pistas difíciles para responderlas”, afirma Sarah Burke-Spolaor, de WVU.

El Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (NRAO) es un establecimiento de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos operado por Associated Universities Inc. en virtud de un acuerdo de cooperación.