Científicos detectaron los colores de una ráfaga de radio por primera vez

Astronomía

Los científicos conectaron dos de los radiotelescopios más grandes del mundo para observar de cerca los misteriosos “colores” de los fenómenos intergalácticos conocidos como ráfagas de radio rápidas (FRB por sus siglas en inglés). Los investigadores encontraron que, si bien estos destellos de luz de milisegundos de duración son invisibles para los ojos humanos, brillan con un verdadero arco iris de longitudes de onda de radio, y eso podría tener grandes implicaciones para lo que los está causando.

“Una vez que analizamos los datos y comparamos los [diferentes] colores de la radio, nos sorprendimos mucho”, dijo en un comunicado Inés Pastor-Marazuela, astrofísica de la Universidad de Ámsterdam y autora principal de un nuevo estudio sobre FRB. El equipo determinó que la FRB era probablemente una magnetar aislada que giraba lentamente, una estrella de neutrones extraordinariamente densa y altamente magnética que apiña la masa de un sol en una bola no más ancha que una ciudad.

Luz que no podemos ver
Los FRB son algunos de los estallidos más enérgicos del universo, ya que acumulan más energía de la que produce el sol en tres días en destellos de luz que duran solo unos pocos milisegundos. Miles de FRB parpadean en el universo todos los días, pero nuestros ojos humanos no ven ninguno de ellos. Fieles a su nombre, los FRB solo brillan en longitudes de onda de radio, mucho más allá del borde rojo del espectro visible.

Los astrónomos informaron cómo el radiotelescopio Westerbork (izquierda) detectó una ráfaga rápida de radio rápida y periódica en el cielo azul de radio de alta frecuencia, mientras que el telescopio LOFAR (derecha) detectó una ráfaga roja de baja frecuencia desde el mismo lugar varios días después. (Crédito de la imagen: Joeri van Leeuwen)

Sin embargo, el espectro de radio contiene un arco iris en miniatura por derecho propio, con longitudes de onda de radio más cortas que aparecen azuladas para los radiotelescopios y longitudes de onda más largas que aparecen rojizas. En su nuevo estudio, los investigadores analizaron más detalladamente los “colores” de radio de los FRB que nunca, al entrenar dos radiotelescopios en la misma fuente de FRB.

Usando la matriz de baja frecuencia (LOFAR) y el radiotelescopio de síntesis Westerbork (dos radiotelescopios de diferentes instalaciones en los Países Bajos), los investigadores establecieron un FRB que se repite periódicamente llamado 20180916B, que emite una salva de ráfagas cada 16 días aproximadamente.

Una explicación del programa predecible y repetitivo de este FRB sugiere que está involucrado un sistema estelar binario; aproximadamente cada dos semanas, la fuente FRB se mueve frente a su estrella compañera (en relación con la Tierra), permitiendo brevemente que la luz de la FRB brille a través del espacio hacia nuestros telescopios. Sistemas como estos incluyen una tormenta constante de viento estelar que sale de la estrella compañera de la fuente FRB, dijeron los investigadores, y ese viento energético lleno de electrones debería bloquear ciertas longitudes de onda de radio.

“Se esperaba que los fuertes vientos estelares del compañero de la fuente de ráfagas de radio rápidas dejaran escapar la mayor parte de la luz de radio azul de longitud de onda corta del sistema”, dijo Pastor-Marazuela. “Pero la radio de longitud de onda larga más roja debería bloquearse más, o incluso completamente”.

Para probar esa hipótesis, los investigadores utilizaron los dos radiotelescopios para apuntar a dos colores de radio diferentes, observando frecuencias altas y rojizas con el telescopio Westerbork y frecuencias bajas y azuladas con LOFAR. Si el modelo binario era correcto, solo las frecuencias azules deberían pasar los intensos vientos del sistema estelar; sin embargo, ese no fue el caso. Los telescopios detectaron frecuencias de radio rojas y azules que emanaban del FRB, aunque nunca al mismo tiempo.

“Vimos dos días de ráfagas de radio más azules, seguidos de tres días de ráfagas de radio más rojas”, dijo Pastor-Marazuela. “Descartamos los modelos originales [binarios de viento] ahora, algo más debe estar sucediendo”.

Magnetares en movimiento
Este hallazgo tiene algunas implicaciones importantes para la investigación de FRB. Por un lado, el entorno alrededor de este FRB es probablemente “vacío”, dijeron los investigadores, lo que significa que probablemente haya muy poco viento estelar que enturbie las cosas y bloquee el escape de las frecuencias de luz más rojas. Eso descarta un sistema binario, dijo el equipo.

La mejor explicación es que el FRB 20180916B está siendo fabricado por un magnetar. A medida que la magnetar gira lentamente, su brillante campo magnético podría brillar hacia la Tierra aproximadamente cada dos semanas, creando el FRB repetitivo observado en este estudio.

Esa explicación también encajaría con la investigación previa de FRB; en 2020, los científicos rastrearon un FRB diferente a un magnetar conocido en la Vía Láctea, ofreciendo una fuente de FRB definitiva por primera vez. Ahora, al revelar los verdaderos colores de FRB 20180916B, los astrónomos pronto podrán agregar una estrella más a esa lista.

Fuente: Live Science.

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