Una misteriosa y rápida ráfaga de radio se remonta a un raro cúmulo de galaxias

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Los astrónomos han rastreado una de las explosiones de radio rápidas más poderosas y distantes jamás descubiertas hasta su inusual hogar cósmico: un raro cúmulo de galaxias “parecido a una burbuja”. Este descubrimiento inesperado podría arrojar más luz sobre las causas de las misteriosas explosiones de ondas de radio, que han desconcertado a los científicos durante años.

La intensa señal, denominada FRB 20220610A, se detectó por primera vez el 10 de junio de 2022 y viajó 8 mil millones de años luz hasta llegar a la Tierra. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, o 5,88 billones de millas (9,46 billones de kilómetros).

Las ráfagas de radio rápidas, o FRB, son ráfagas intensas de ondas de radio de milisegundos de duración y de origen desconocido. El primer FRB se detectó en 2007 y, desde entonces, se han detectado cientos de estos rápidos destellos cósmicos provenientes de puntos distantes de todo el universo.

Esta rápida ráfaga de radio duró menos de un milisegundo, pero fue cuatro veces más energética que las rápidas ráfagas de radio detectadas anteriormente. La explosión liberó el equivalente a las emisiones activas de nuestro Sol durante 30 años, según un informe. El estudio preliminar se publicó en octubre..

Muchas ráfagas de radio rápidas emiten ondas de radio extremadamente brillantes que duran sólo unos pocos milisegundos como máximo antes de desaparecer, lo que las hace difíciles de observar.

Los radiotelescopios han demostrado ser útiles para rastrear las trayectorias de los rápidos destellos cósmicos, por lo que los investigadores utilizaron el Radiotelescopio Australiano de Kilómetros Cuadrados, o ASKAP, en Australia Occidental y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile para identificar dónde se originó la misteriosa explosión. .

Las observaciones llevaron a los científicos a una mancha celeste gigante, que inicialmente se pensó que era una sola galaxia irregular o un grupo de tres galaxias que interactúan.

Ahora, los astrónomos han utilizado imágenes del Telescopio Espacial Hubble para revelar que la rápida ráfaga de radio provino de un cúmulo de al menos siete galaxias tan juntas que todas podrían caber dentro de la Vía Láctea.

Los resultados fueron presentados el martes en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.

Según los investigadores, las galaxias del cúmulo parecen estar interactuando y es posible que se estén fusionando, lo que puede haber provocado una rápida explosión de radio.

“Sin las imágenes del Hubble, todavía sería un misterio si esta rápida ráfaga de radio se originó en una galaxia única y homogénea o en algún tipo de cúmulo”, dijo la autora principal del estudio, Alexa Gordon, estudiante de doctorado en astronomía en la Escuela Weinberg de la Universidad Northwestern. de las Artes Sistemas interactuantes. Y la ciencia, en un comunicado.

“Son este tipo de entornos, estos entornos exóticos, los que nos están empujando hacia una mejor comprensión del misterio de las rápidas ráfagas de radio”.

El cúmulo de galaxias, conocido como Cúmulo Compacto, es excepcional y un ejemplo de “las estructuras galácticas más densas que conocemos”, dijo el coautor del estudio Wen-Fei Fong, profesor asociado de física y astronomía en la Universidad Northwestern y asesor de Gordon.

Cuando las galaxias interactúan, pueden desencadenar explosiones de formación de estrellas, que pueden estar relacionadas con una explosión, dijo Gordon.

Las explosiones de radio rápidas se han rastreado en gran medida hasta galaxias aisladas, pero los astrónomos también las han encontrado en cúmulos globulares, que ahora son un cúmulo compacto, dijo Gordon.

“Sólo tenemos que seguir encontrando más de estas rápidas ráfagas de radio, tanto cercanas como lejanas, y en todos estos diferentes tipos de entornos”, afirmó.

Se han detectado casi 1.000 ráfagas de radio rápidas desde su descubrimiento inicial hace unas dos décadas, pero los astrónomos aún no están seguros de qué las causa.

Pero muchos coinciden en que es probable que estén involucrados objetos compactos, como agujeros negros o estrellas de neutrones, y los restos densos de estrellas que explotaron. Según una investigación reciente, los magnetares, o estrellas con alto magnetismo, pueden ser la causa principal de las rápidas ráfagas de radio.

Comprender dónde se originan las ráfagas de radio rápidas puede ayudar a los astrónomos a determinar más sobre qué es lo que fundamentalmente las causa a través del universo.

“Aunque hasta ahora se han detectado cientos de eventos FRB, sólo una pequeña fracción de ellos ha sido mapeada en sus galaxias anfitrionas”, dijo el coautor del estudio Yuexin Fic Dong en un comunicado. “Dentro de esta pequeña fracción, sólo unos pocos procedían del denso entorno galáctico, pero ninguno ha sido visto en un grupo tan compacto. Por lo tanto, su lugar de nacimiento es realmente raro”. Dong es investigador de la Fundación Nacional de Ciencias y estudiante de doctorado en astronomía en el laboratorio de Fung en la Universidad Northwestern.

Más conocimientos sobre las rápidas ráfagas de radio también podrían conducir a descubrimientos sobre la naturaleza del universo. A medida que los chorros viajan por el espacio durante miles de millones de años, interactúan con la materia cósmica.

“Las ondas de radio, en particular, son sensibles a cualquier material que intervenga a lo largo de la línea de visión, desde la ubicación de la FRB hasta nosotros”, dijo Fung. “Esto significa que las ondas deben viajar a través de cualquier nube de material alrededor del sitio de la rápida explosión de radio, a través de la galaxia anfitriona, a través del universo y finalmente a través de la Vía Láctea. A través del retardo de tiempo en la propia señal FRB, podemos medir la suma de todas estas contribuciones”.

Gordon dijo que los astrónomos esperan métodos cada vez más sensibles para detectar rápidas ráfagas de radio en el futuro, lo que podría llevar a que se detecten más a mayores distancias.

“En última instancia, estamos tratando de responder a las preguntas: ¿Qué los causa? ¿Cuáles son sus ancestros y cuáles son sus orígenes? Las observaciones de Hubble proporcionan una visión sorprendente de los sorprendentes tipos de entornos que conducen a estos misteriosos eventos”, dijo Fong.