Una nueva ráfaga rápida de radio replantea su uso para estudiar el universo

Las ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) son pulsos de radiación fugaces –suelen durar entre una fracción de milisegundo y unos pocos milisegundos– causados por misteriosos procesos astrofísicos de alta energía. Se descubrieron por primera vez en 2007 y la mayoría son puntuales, pero se ha observado un pequeño subconjunto que se repite periódicamente.

Esta semana se publica en 'Nature' un estudio internacional, liderado por el investigador Di Li de la Academia China de las Ciencias, donde se informa de una nueva ráfaga rápida de radio periódica muy especial: FRB 20190520B.

Se ha descubierto con la ayuda del radiotelescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST, en China) y el Jansky Very Large Array (JVLA, en EE UU). Su galaxia enana anfitriona (J160204.31-111718.5) se localiza a unos 1.218 megaparsecs.

El descubrimiento de FRB 20190520B puede tener implicaciones en la forma en que se utilizan las ráfagas de radio rápidas para estudiar el medio intergaláctico.

Algunas características de esta fuente de radiación electromagnética son similares a la primera ráfaga de radio rápida repetida que se encontró, FRB 121102, pero también se distingue de esta y otras fuentes en cuanto a las propiedades de su entorno. Esto puede tener implicaciones en la forma en que se utilizan estos pulsos de radio para estudiar el universo, en concreto, el medio intergaláctico (el espacio entre galaxias), que se analiza utilizando la llamada medida de dispersión.

"La señal de radio se dispersa por los electrones intergalácticos", explica Di a SINC, "y esta dispersión produce un 'chirrido' en la señal de la ráfaga, es decir, el retraso en la llegada de sus frecuencias más bajas. Midiendo el nivel de retardo, se puede estimar la densidad de electrones intergalácticos, proporcionando así una referencia de este importante componente de la materia cósmica".

"Algunos de estos pulsos que se repiten se desvían de un valor –la relación de Macquart–, pero FRB 20190520B es, con mucho, el más extremo", destaca Di, que aclara: "El 80 % de su medida de dispersión puede atribuirse a la propia fuente de la FRB, no a los electrones intergalácticos. Este porcentaje es el mayor conocido entre todos los FRB que cuentan con este tipo de medidas".

Las diferencias que plantean ráfagas como esta pueden afectar al uso de las FRB como herramientas para estudiar el medio intergaláctico. También cuestiona si las distancias inferidas utilizando la medida de dispersión son realmente precisas. Por ejemplo, se suele considerar que las galaxias anfitrionas no afectan mucho a la medida de dispersión, pero la nueva observación es una excepción a la regla.

Semejanzas y diferencias con la primera FRB periódica

FRB 190520 es similar a FRB 121102 en el sentido de que está alojada en una galaxia enana y tiene asociada una fuente de radio compacta y persistente. Sin embargo, la medida de dispersión estimada de su galaxia anfitriona es casi un orden de magnitud superior a la media.

"FRB 121102, el primer 'repetidor' conocido, es un descubrimiento histórico que revolucionó el campo. Sin embargo, ha sido vista como única y a veces extraña, ya que, por ejemplo, era la única con una fuente de radio compacta y persistente asociada. Ahora ya no está sola. Junto a FRB 190520 podrían representar una categoría especial de fuentes o la juventud de muchas FRB”, explica el científico chino.

Los autores plantean que cuando se conozcan mejor las propiedades de las galaxias anfitrionas podría mejorar la clasificación de estas ráfagas de radio rápidas.

En el caso de FRB 20190520B, "estamos intentando realizar observaciones de seguimiento en todas las bandas disponibles: radio, infrarrojo, óptico, rayos X... y la caracterización de la fuente en muchas bandas debería arrojar luz sobre su origen", adelanta Di, quien apunta cómo podría ser su desconocida fuente: “Parece un evento explosivo, una clase extrema de supernova, por ejemplo, que es capaz de ionizar y aligerar su entorno”. Futuros estudios podrían aclarar el misterio.

Referencia:

Di Li et al. 'A repeating fast radio burst associated with a persistent radio source'. 'Nature', 2022

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