Una nueva señal misteriosa se repite desde una galaxia distante

Constantemente recibimos señales del Universo, desde supernovas explotando a fusiones de agujeros negros, incluidas estrellas de neutrones rotando de forma endiablada… Todo emite radiación y algunas de esas señales llegan hasta nosotros y son detectadas por los telescopios en la Tierra. Muchas de ellas conseguimos saber qué son y de dónde vienen. Pero hay algunas a las que no podemos ponerle ni nombre ni procedencia. Entre estas últimas, destacan las ráfagas rápidas de radio (FRB por sus siglas en inglés, Fast Radio Burst), las más potentes y rápidas del universo. La mayoría duran casi un suspiro, pero hay algunas que se repiten, aumentando el misterio aún más si cabe.

Ahora, un equipo internacional dirigido por el astrónomo chino Li Di, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC), ha descubierto un nuevo FRB que no ha hecho sino acrecentar el enigma, y que estos fenómenos, de los que aún no se sabe a ciencia cierta qué los provoca, podrían tener ‘infancia’ y evolucionar de alguna manera, además de ser de diferentes tipos.

Los resultados acaban de publicarse en ‘ Nature‘.

Qué son las FRB

Las ráfagas de radio rápidas, como sugiere su nombre, son ráfagas de radiación muy rápidas (que duran solo milisegundos) que brillan intensamente en longitudes de onda de radio. La mayoría de ellos provienen de otras galaxias (solo se ha detectado una fuente en la Vía Láctea), y son extremadamente brillantes, descargando tanta energía en un instante como 500 millones de soles.

La mayoría de estos estallidos solo se han detectado una vez: surgen de la nada, estallan una vez y nunca los volvemos a ver. Esto los hace en gran medida imposibles de predecir y muy difíciles de rastrear y estudiar. Pero se han detectado algunas fuentes -de momento, solo tres, tan solo el 5% de todos los FRB descubiertos-, y ofrecen una oportunidad tentadora para comprender lo que está sucediendo con estos misteriosos fenómenos.

Una extraña señal

El objeto, llamado FRB 190520, fue encontrado por el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST), ubicado en China. Un estallido del objeto ocurrió el 20 de mayo de 2019, si bien no fue detectado hasta noviembre de ese año. Las observaciones de seguimiento con FAST mostraron que, a diferencia de la mayoría de FRB, parece emitir con frecuencia ráfagas de milisegundos de potentes ondas de radio.

Esto ha permitido a los astrónomos realizar análisis que revelan información sobre su procedencia en el Universo y el espacio que la rodea. Esos análisis, comparados con los de otros FRB, sugieren que probablemente haya más de un mecanismo en el gran cosmos capaz de producir estos extraños estallidos.

Se realizaron más observaciones utilizando el Karl G. Jansky Very Large Array de la Fundación Nacional de Ciencias, lo que reveló un conjunto fascinante de características. Las señales provenían de las afueras de una galaxia enana muy antigua, a casi 4.000 millones de años luz de distancia.

Entre ráfagas de radio, la fuente parece emitir una emisión de radio más débil. Esto sugiere que las ráfagas de radio rápidas provienen de una fuente de radio persistente compacta, cuya naturaleza se desconoce. Sin embargo, esto ya se ha visto antes: otra famosa ráfaga de radio rápida de repetición, FRB 121102, que fue el primer FRB rastreado hasta su fuente, que se encuentra a las afueras de una galaxia enana muy antigua a 3 mil millones de años luz de distancia. Y también está asociado con una fuente de radio persistente compacta.

Es decir, ahora existen dos fuentes de este tipo, lo que plantea nuevas preguntas. Por ejemplo, no sabemos si los FRB únicos se repiten a energías demasiado bajas para que podamos detectarlos. Pero los científicos han pensado durante algún tiempo que puede haber al menos dos mecanismos diferentes para producir las ráfagas, y el descubrimiento de FRB 190520B apoya esta idea. Esto podría significar que los diferentes estallidos son emitidos por diferentes objetos o emitidos por el mismo tipo de objeto en diferentes etapas de su evolución.

Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones, el núcleo colapsado y ultradenso de una estrella masiva después de convertirse en supernova y morir, pero también cuentan con un campo magnético extremadamente poderoso. Es posible que las estrellas de neutrones normales y las magnetares emitan FRB de diferentes maneras.

No es una vara de medir válida

Un análisis posterior sugiere que otra característica de las ráfagas de radio rápidas puede no ser tan útil para medir el Universo como los astrónomos podrían haber pensado. Esta característica se denomina ‘medida de dispersión‘ y tiene que ver con la forma en que el gas tenue dispersa la luz en el espacio entre nosotros y la fuente. Las ondas de mayor frecuencia viajan más rápido que las de menor frecuencia, y esto puede usarse como guía para medir la distancia.

Para FRB 190520B, la medida de dispersión sugiere que la fuente está a una distancia de entre 8 y 9 500 millones de años luz. Sin embargo, las mediciones independientes de la distancia muestran que la galaxia no está tan lejos. «Esto significa que hay mucho material cerca del FRB que confundiría cualquier intento de usarlo para medir el gas entre galaxias», dice Kshitij Aggarwal, astrónomo de la Universidad de West Virginia. «Si ese es el caso con otros, entonces no podemos contar con el uso de FRB como varas de medir cósmicas».

Por otro lado, esto sugiere que la fuente de radio persistente que emite las FRB reside en un entorno de plasma muy complejo, consistente con las características de una supernova superluminosa reciente. Esto sugiere que cualquiera que sea la fuente, se formó muy recientemente: una fuente FRB ‘recién nacida’.

«Además, postulamos que FRB 121102 y FRB 190520B representan la etapa inicial de una población de FRB en evolución -dice Li-. Es probable que surja una imagen coherente del origen y la evolución de los FRB en unos pocos años».