Detectan por primera vez una misteriosa ráfaga rápida de radio en la Vía Láctea

Tres nuevos estudios rastrean esta ráfaga hasta un magnetar y ayudan a resolver un importante rompecabezas astronómico.

Thursday, November 5, 2020
Por Michael Greshko
Radiotelescopio FAST

En abril, el radiotelescopio FAST (las siglas en inglés de Telescopio esférico de quinientos metros de apertura) de China ayudó a probar las propiedades del magnetar SGR 1935+2154, que produjo la primera ráfaga rápida de radio detectada en la Vía Láctea.

Fotografía de BOJUN WANG, JINCHEN JIANG, procesada por QISHENG CUI

En una milésima de segundo, el 28 de abril, una potente ráfaga de ondas de radio atravesó la Tierra, activando los radiotelescopios de Norteamérica. Ahora, los astrónomos han rastreado el origen de este extraño pulso y los resultados podrían revelar la causa de unas de las señales cósmicas más misteriosas que se han detectado.

En tres estudios publicados hoy en la revista Nature, un grupo internacional de científicos ha identificado el fenómeno como una ráfaga rápida de radio, un pulso de ondas de radio muy intenso que dura apenas unos milisegundos. Los telescopios han detectado este tipo de ráfagas antes, pero siempre procedían de fuera de nuestra galaxia. Los investigadores se han preguntado durante años cuál podría ser la causa de estas ráfagas efímeras pero potentes, y se ha especualdo que podrían proceder de explosiones estelares o incluso tecnologías alienígenas.

Ahora sabemos que al menos una fuente probable es un objeto estelar exótico llamado magnetar: un tipo de estrella de neutrones joven que queda tras la explosión de una gran estrella con un campo magnético muy potente.

«Cuando eché un vistazo a los datos por primera vez, me quedé paralizado por la emoción», declaró Christopher Bochenek, estudiante de posgrado en el Instituto Tecnológico de California y autor principal de uno de los estudios, en una rueda de prensa el lunes.

El telescopio CHIME, en Canadá, fue el primero que detectó la ráfaga de radio el 28 de abril de 2020.

Fotografía de ANDRE RENARD / CHIME COLLABORATION

La nueva señal es la primera ráfaga rápida de radio rastreada hasta una fuente específica, lo que proporciona una oportunidad única para estudiar uno de estos pulsos cósmicos en detalle. «Esto nos aporta nueva información sobre las teorías del origen [de las ráfagas rápidas de radio]», escribió por email Amanda Weltman, astrofísica de la Universidad de Ciudad del Cabo que no participó en los estudios.

En busca de ráfagas en la oscuridad

Las ráfagas rápidas de radio, descubiertas en 2007, son muy difíciles de estudiar por su brevedad. En un principio, los científicos no estaban seguros de que procedieran del espacio y creían que podría tartarse de una señal procedente de una fuente en la Tierra, como los microondas.

Para 2013, el descubrimiento de más ráfagas confirmó sus orígenes cósmicos y aumentó su misterio. Tres años después, los astrónomos anunciaron el descubrimiento de una procedencia repetida, que lograron rastrear a una galaxia a más de 2600 millones de años luz de la Tierra. Actualmente, los astrónomos han descubierto más de cien ráfagas rápidas de radio, casi 20 de las cuales se repiten.

Como las ráfagas son tan breves y sus orígenes son lejanos, los astrofísicos han tenido dificultades para averiguar qué provoca estas ráfagas de radio intensas. Pero el 27 de abril, dos telescopios espaciales de la NASA captaron ráfagas de rayos gamma y rayos X que emanaban de un magnetar de la Vía Láctea llamado SGR 1935+2154. Al día siguiente, los radiotelescopios terrestres del hemisferio occidental captaron una señal procedente del mismo objeto.

El telescopio CHIME de Canadá —que consta de más de mil antenas de radio dispuestas en medios tubos de metal— fue el primero que detectó la ráfaga de radio, que procedía de la misma parte del cielo que el magnetar. Los trabajadores del CHIME enviaron enseguida una alerta a astrónomos de todo el mundo para que apuntaran sus telescopios hacia el objeto.

La señal también pasó sobre STARE2, una red de radiotelescopios rudimentarios esparcidos por California y Utah. Bochenek, que diseñó STARE2 y dirigió su análisis, dice que la ráfaga de radio fue tan intensa que, en teoría, el receptor de un teléfono móvil 4G podría haberla captado.

Observar las ráfagas de radio y rayos X en la misma franja diminuta del cielo vinculó la ráfaga rápida de radio al magnetar, el primer lazo entre este tipo de señal misteriosa y un objeto celeste específico.

Descodificando la ráfaga misteriosa

La señal del magnetar es la ráfaga de radio más energética que se ha detectado dentro de nuestra galaxia. Pero, comparada con otras ráfagas de radio, esta ha sido débil, con casi una milésima de la energía que suele llegar desde fuera de la Vía Láctea.

Los investigadores creen que se producen ráfagas débiles con más frecuencia que las intensas; simplemente no podemos detectarlas si están demasiado lejos. En conjunto, los nuevos estudios sugieren que al menos algunas de las ráfagas de radio lejanas también proceden de magnetares.

«No creo que podamos concluir que todas las ráfagas de radio proceden de magnetares, pero nuestros modelos, en los que magnetares son los orígenes de las ráfagas rápidas de radio, son muy probables», declaró en la rueda de prensa Daniele Michilli, investigador posdoctoral de la Universidad McGill en Montreal que trabaja en el CHIME. Las ráfagas de radio más intensas, por ejemplo, podrían ser producidas por objetos diferentes a los magnetares, añade Weltman.

Los datos también ayudan a mejorar las teorías sobre cómo los magnetares podrían generar ráfagas rápidas de radio. En una revisión complementaria también publicada en Nature, el astrofísico Bing Zhang de la Universidad de Nevada, Las Vegas, describió las dos hipótesis más convincentes. En una, las erupciones de partículas expulsadas por la superficie del magnetar colisionan a velocidades extremas con los desechos circundantes, creando una vorágine magnetizada y caliente que podría emitir ondas de radio y de rayos X. En la otra, las ráfagas rápidas de radio se forman cuando las líneas del campo magnético superintenso del magenetar se enredan y se desconectan, liberando enormes cantidades de energía en el proceso.

Sin embargo, Zhang y sus colegas también descubrieron que las condiciones para producir una ráfaga rápida de radio son un tanto raras. Horas después de la ráfaga del 28 de abril, el equipo estaba estudiando el magnetar con el radiotelescopio FAST de China, el telescopio de un solo plato más grande del mundo. En cambio, el FAST no detectó ninguna ráfaga rápida de radio procedente del magnetar a pesar de que el objeto emitió 29 pulsos de rayos X mientras lo observaban.

En la rueda de prensa, Zhang señaló que tendría sentido que los magnetares liberaran ráfagas rápidas de radio de forma infrecuente. Si cada erupción de un magnetar que emite rayos X también diera lugar a pulsos de radio, los astrónomos prevén que verían de cien a mil veces más de los que han detectado hasta ahora.

Para Weltman, el futuro del campo es tan brillante como las propias ráfagas de radio. Las redes globales de telescopios están listas para captar más pulsos intensos como estos, tanto dentro como fuera de la Vía Láctea. Y a medida que las ráfagas de ondas de radio pasan periódicamente por la Tierra, los científicos las utilizarán para descartar muchas de las teorías que describen la procedencia de estas rabietas cósmicas, una criba de ideas que Weltman describe como «la belleza real de la ciencia buena y honesta».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.
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