Estallidos rápidos de radio podrían confirmar el modelo cosmologico

En marzo de 2013, los investigadores del laboratorio CERN hicieron historia cuando se anunció el descubrimiento del bosón de Higgs. Aunque su existencia se planteó hace más de medio siglo, la confirmación de su existencia fue de gran ayuda para los científicos.

Al descubrir esto, los investigadores también fueron capaces de confirmar el modelo estándar de la física de partículas. Lo mismo puede decirse del modelo cosmológico actual.

Durante décadas, los científicos conocen que el universo está hecho de 70% de energía oscura, 25% de materia oscura y un 5% “materia luminosa”, es decir, la materia que podemos ver. Pero incluso cuando se añade toda la materia visible en el espacio, hay una discrepancia, donde gran parte de ella todavía se considera “perdida”.

Pero gracias a los esfuerzos del equipo de investigación e Industrial (CSIRO), los científicos saben ahora que la tenemos. Esto comenzó el 18 de abril de 2015, cuando el Observatorio Parkes del CSIRO en Australia detectó un estallido de radio rápida (FRB) proveniente del espacio. Una alerta internacional se emitió de inmediato, y al cabo de unas horas, los telescopios de todo el mundo estaban buscando la señal. El equipo de CSIRO comenzó a darle seguimiento, así como con la matriz australiana de telescopios compactos (ATCA).

Con la ayuda del Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), llamado SUBARU y ubicado en Hawai, fueron capaces de determinar de dónde procedía la señal. La ubicación procedía de una galaxia elíptica ubicada a 6 mil millones de años luz de la Tierra.

Este fue un logro histórico, ya que la localización de una fuente ráfaga rápida de radio (FRB) nunca antes había sido posible encontrarla con anterioridad. Las señales tiene una duración de milisegundos, pero también están sujetas a la dispersión, es decir, un retraso causado por la cantidad de material que lo atraviesa. Durante los FRB detectados en el pasado, los equipos de seguimiento de ellos sólo han sido capaces de obtener mediciones de la dispersión, pero nunca el corrimiento al rojo de la señal.

El corrimiento al rojo o Redshift se produce como resultado de cuando un objeto se aleja a velocidades relativistas (una porción de la velocidad de la luz). Durante décadas, los científicos han estado utilizando este metodo para determinar la rapidez con que otras galaxias se están alejando de la nuestra propia, y por lo tanto la tasa de expansión del Universo. Basándose en los datos ópticos obtenidos por el telescopio Subaru, el equipo de CSIRO fue capaz de obtener tanto la dispersión y los datos de corrimiento al rojo de esta señal de radio FRB.

Como se indica en la investigación, esta información obtuvo una “medición directa de la densidad cósmica de bariones ionizados en el medio intergaláctico”. O, como el Dr. Simon Johnston de la división de Astronomía y Ciencias del Espacio del CSIRO y el co-autor del estudio, explica, el objetivo no fue sólo el de localizar la fuente de la señal, sino también para obtener mediciones que confirmarían la distribución de la materia en el universo.

“Hasta ahora, la medida de dispersión es todo lo que teníamos”, dijo. “Al tener también una distancia que ahora podemos medir y conocer cuán denso es el material que se encuentra entre el punto de origen y la Tierra, podemos comparar eso con el modelo actual de la distribución de la materia en el Universo. Básicamente, esto nos permite sopesar el Universo, o al menos la materia normal que contiene”.

El Dr. Evan Keane de la Organización SKA, y autor principal del artículo, se entusiasmó de manera similar sobre el descubrimiento del equipo. Es la primera vez que una ráfaga de radio rápida ha sido utilizada para llevar a cabo una medición cosmológica.

Como ya se ha señalado, las señales FRB son muy raras, y sólo 16 han sido detectados en el pasado. La mayoría de estas fueron encontradas por tamizado a través de meses o años de datos después de detectar la señal, momento en el cual sería imposible realizar cualquier observación de seguimiento. Para hacer frente a esto, el Dr. Keane y su equipo desarrollaron un sistema para detectar y alertar de inmediato de cualquier evento FRB a otros telescopios, por lo que la fuente podría establecerse claramente.

Se le conoce como la matriz de kilómetro cuadrado (SKA), a un esfuerzo internacional dirigido por la Organización SKA para construir el radiotelescopio más grande del mundo. La combinación de extrema sensibilidad, resolución y un amplio campo de visión, se espera que el SKA pueda rastrear a galaxias anfitrionas. De este modo, se espera que la matriz proporcione más mediciones que confirmarían la distribución de la materia en el Universo, así como más información sobre la energía oscura.

Al final, estos y otros descubrimientos por el SKA podrían tener consecuencias de largo alcance. El conocimiento de la distribución de la materia en el universo, y mejorar nuestra comprensión de la materia oscura (y tal vez incluso la energía oscura) podría recorrer un largo camino hacia el desarrollo de una teoría de todo (TOE). Y saber cómo todas las fuerzas fundamentales de nuestro universo interactúan.

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