El misterio de las explosiones de radio cósmicas obtiene nuevas pistas brillantes

Un segundo estudio, publicado el mismo día en Ciencia, arrojó más luz sobre las misteriosas explosiones y su variedad. Este grupo de investigadores, en su mayoría de instituciones australianas, detectó la ráfaga de radio rápida más lejana y brillante jamás vista. En menos de un milisegundo, emitió tanta energía como la que emite el sol en más de 16 años, y lo hizo a unos 10 mil millones de años luz de distancia. Esto excede la distancia del récord anterior en aproximadamente 4 mil millones de años luz, y también es cinco veces más energético. Esto sugiere que las explosiones no provienen simplemente del universo cercano.

Un equipo internacional dirigido por el astrónomo Ryan Shannon de la Universidad Tecnológica de Swinburne utilizó el Square Kilometer Array Pathfinder de Australia para vislumbrar esta rápida ráfaga de radio, que se originó cuando el universo tenía menos de la mitad de su edad actual. "Que se puedan tener estas señales de milisegundos que, aunque no completamente inalteradas, viajan 8 mil millones de años sólo para llegar a la Tierra, es bastante sorprendente", afirma Shannon.

Esa señal, conocida como FRB 20220610A, es la ráfaga de radio rápida más brillante o más energética jamás detectada. Shannon compara la energía con la de un horno de microondas, ya que su rango de frecuencia es similar: la energía de esa única ráfaga sería suficiente para calentar en el microondas un tazón de palomitas de maíz dos veces el tamaño del sol, dice.

Una ráfaga de radio rápida no viaja directamente a través del espacio, porque el espacio no es exactamente un vacío. La señal pasa a través de un gas, que puede ser turbulento o grumoso, denso o difuso. Distorsiona ligeramente la señal, extendiéndola o haciéndola más ruidosa. La atracción gravitacional de un cuerpo celeste masivo también puede desviar las ondas de radio, un proceso llamado lente gravitacional. Estas distorsiones incorporan a la señal de la explosión información sobre el material por el que pasó en su camino a la Tierra.

Una distorsión como esta les dio a Shannon y sus colegas la pista de que FRB 20220610A probablemente provenía de muy lejos. Se dieron cuenta de que la señal de radio estaba un poco apagada, gracias a un retraso de tiempo dependiente de la frecuencia causado por el gas a través del cual viajó la explosión entre su galaxia anfitriona y la nuestra.

Estas distorsiones también significan que los destellos ultrarrápidos también podrían usarse como sondas astrofísicas para estudiar las nubes de gas y polvo que atraviesa una ráfaga de radio entre su fuente y la Tierra, dice Jason Hessels, colega de Snelders en la Universidad de Ámsterdam. Estos gases son demasiado débiles para verlos, pero podemos saber dónde están (o qué tan abundantes o grumosos son) por cómo desvían las señales de radio. “Debido a que estas explosiones son tan cortas, sólo se necesita una pequeña cantidad de gas entre las estrellas y las galaxias para distorsionar la señal de radio. Puede ampliarse, dispersarse o enfocarse gravitacionalmente”, dice Hessels. Él llama a las ráfagas de radio rápidas "herramientas únicas para estudiar material que de otro modo sería invisible".

"Cuanto más cortos sean, más precisamente se podrá hacer", afirma.

En conjunto, la amplia gama de ráfagas de radio rápidas catalogadas en los dos estudios implica que podría haber muchos tipos de fuentes; es posible que no todas provengan de magnetares pulsantes. Algunos podrían provenir de púlsares brillantes, cuyos rayos son impulsados ​​por su rotación en lugar de campos magnéticos. Otros podrían provenir de agujeros negros que se alimentan de estrellas mientras emiten chorros de gas que crean ondas de choque que generan destellos de radio. Esta diversidad podría explicar por qué algunas explosiones duran un millón de veces más o son miles de veces más brillantes que otras. También podría explicar por qué ha sido tan difícil precisar un único tipo de fuente, porque probablemente no hay sólo un tipo de fuente. uno.

"Los tipos de explosiones que estamos encontrando y los lugares donde encontramos estas fuentes son cada vez más diversos", dice Hessels. “Esto sugiere que hay más de una explicación. Eso haría felices a los teóricos, porque hay docenas y docenas de teorías”.