Una nueva pista en el misterio de las ráfagas rápidas de radio

El origen de las misteriosas ráfagas rápidas de radio nos ha eludido durante más de una década desde su descubrimiento. Sin embargo, los científicos pueden llegar finalmente a la respuesta a este rompecabezas.

Desde la primera vez que se descubrió en 2007 hasta actualmente, se han observado más de 20 ráfagas rápidas de radio, estos pulsos o explosiones de radio de duración de milisegundos, son eventos raros y altamente energéticos.

Sin embargo, la ráfaga rápida de radio denominada FRB 121102 es única en su comportamiento: es la única de estas ráfagas que se repite. Los numerosos destellos observados desde el FRB 121102 han permitido por primera vez hacer un seguimiento a la explosión y buscar su ubicación.

Imagen: El anfitrión del FRB 121102. [Observatorio Gemini / AURA / NSF / NRC].

A principios de este año, este trabajo condujo al anuncio de que la galaxia anfitriona del FRB 121102 ha sido identificada: una galaxia enana ubicada a un desplazamiento al rojo de z=0.193 (aproximadamente 3.000 millones de años luz de distancia). Ahora un equipo de científicos dirigido por Cees Bassa (ASTRON, Instituto Holandés de Radioastronomía) ha realizado un seguimiento adicional del evento para aprender más sobre este anfitrión y lo que podría estar causando estos flashes misteriosos.

Observaciones del anfitrión

C.G.Bassa y sus colaboradores utilizaron el telescopio espacial Hubble, el telescopio espacial Spitzer y el telecentro de telecomunicaciones Gemini North, en Hawai, para obtener observaciones ópticas, infrarrojas cercanas e infrarrojo medio de la galaxia anfitriona de FRB 121102.

Los autores de esta investigación determinaron que la galaxia anfitriona es una galaxia enana tenue, irregular, y de baja metalicidad. Se ha resuelto, revelando una brillante región formadora de estrellas de aproximadamente 4.000 años luz en las afueras de la galaxia. Intrigantemente, la fuente de radio persistente asociada con FRB 121102 se ubica directamente dentro de esa de formación de estrella.

Imagen: Observación de Hubble de la galaxia anfitriona. El objeto en la parte inferior derecha es una estrella de referencia. La elipse azul marca la emisión difusa extendida de la galaxia, el círculo rojo marca el centro del nudo que forma la estrella y la cruz blanca indica la ubicación de FRB 121102 y la fuente de radio persistente asociada. [Adaptado de Bassa y colaboradores. 2017]

Bassa y colaboradores también encontraron que las propiedades de la galaxia de acogida son consistentes con las de un tipo de galaxia conocida como galaxias de líneas de emisión extrema. Esto proporciona una pista tentadora, ya que estas galaxias son conocidas por albergar supernovas superluminosas pobres en hidrógeno y estallidos de rayos gamma de larga duración.

¿Qué nos puede decir esto sobre la causa del FRB 121102? El hecho de que esta ráfaga sea repetitiva ya elimina los grandes eventos cataclísmicos como el origen. Sin embargo, la ubicación proyectada de FRB 121102 dentro de una región de formación estelar, especialmente en una galaxia de acogida que es similar a las que habitualmente albergan supernovas superluminosas y largos estallidos de rayos gamma, sugiere que hay una relación entre estos eventos.

Imagen: Impresión artística de un estallido de rayos gamma en una región de formación estelar. [NASA / Swift / Mary Pat Hrybyk-Keith y John Jones].

Los autores de la investigación proponen que esta coincidencia observada, apoyada por modelos de nacimiento de estrellas de neutrones magnetizadas, indican un vínculo evolutivo entre ráfagas rápidas de radio y estrellas de neutrones. En este cuadro, las estrellas de neutrones o magnetares nacen emitiendo rayos gamma o supernovas pobres en hidrógeno que luego se transforman en fuentes de emisión de ráfagas rápidas de radio.

Esta imagen puede finalmente explicar la causa de las ráfagas rápidas de radio, pero Bassa y sus colaboradores advierten que también es posible que este modelo se aplique sólo al FRB 121102. Dado que el FRB 121102 es único por ser el único estallido que se repite, su causa también puede ser única.

Los autores sugieren que las búsquedas específicas de las regiones de formación de estrellas en galaxias similares a la anfitriona de FRB 121102 puede revelar otros candidatos de ráfagas rápidas de radio repetitivas, ayudándo a desentrañar el misterio en curso de estas explosiones de radio.

Imagen de portada:

Imagen: Impresión artística muestra un magnetar en el muy rico y joven cúmulo de estrellas Westerlund 1. Este notable cúmulo contiene cientos de estrellas muy masivas, algunas brillando con un brillo de casi un millón de soles. Los astrónomos europeos han demostrado por primera vez que este magnetar – un tipo inusual de estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente fuerte – probablemente se formó como parte de un sistema de estrellas binarias. El descubrimiento del compañero anterior del magnetar en otra parte del racimo ayuda a resolver el misterio de cómo una estrella que comenzó tan enorme podría convertirse en un magnetar, más bien que hundirse en un agujero negro. [ESO/L. Calçada]   /  ¿Qué es un magnetar?.
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Fuentes:

-FRB 121102 Is Coincident with a Star-forming Region in Its Host Galaxy

-A New Clue in the Mystery of Fast Radio Bursts

 

 

 

 

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