Un fenómeno astronómico llamado ráfagas de radio rápidas (FRB) ha recibido especial atención, desde que un nuevo telescopio logró detectarlas con mucha más frecuencia de lo que había sido posible hasta ahora.
Estos pulsos rápidos de señales de radio tienen una duración de entre uno y unos pocos milisegundos, pero en promedio pueden liberar tanta energía como la que produce nuestro sol en tres días.
Los FRB se descubrieron por primera vez en 2007, y los científicos observaron el primer FRB en datos de 2001 archivados. Desde entonces, se han registrado muchas más FRB, pero la mayoría de las detecciones son únicas, y las hipótesis sobre su origen van desde explosiones en objetos astrofísicos exóticos hasta misteriosos mensajes de radio alienígenas.
En la actualidad, los FRB constituyen uno de los misterios sin resolver más importantes de la astronomía, pero la cantidad de FRB detectados se ha disparado a más de 500 eventos en solo un año gracias al nuevo telescopio.
En la 238ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana (AAS), los científicos de la colaboración del Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME) anunciaron el registro de 535 FRBs en total.
«Antes de CHIME, había en total menos de 100 FRBs descubiertas; ahora, después de un año de observación, hemos descubierto cientos más», dijo en un comunicado Kaitlyn Shin, estudiante de posgrado en el MIT y miembro de la colaboración CHIME/FRB. «Con todas estas fuentes, podemos empezar a hacernos una idea de cómo son los FRB en su conjunto, qué astrofísica podría estar impulsando estos eventos y cómo se pueden utilizar para estudiar el Universo en el futuro».
Los FRB son muy difíciles de detectar, ya que su duración es muy corta y su ubicación es en gran medida desconocida. Para detectar uno, normalmente hay que apuntar al cielo con una antena parabólica y esperar a tener suerte.
El telescopio CHIME está diseñado para hacer precisamente eso. Está compuesto por cuatro enormes antenas de radio cilíndricas que miran fijamente al cielo. El telescopio puede ver todos los días señales de radio de la mitad del cielo mientras la Tierra gira.
«El procesamiento digital de la señal es lo que hace que CHIME sea capaz de reconstruir y ‘mirar’ en miles de direcciones simultáneamente», dijo en el comunicado Kiyoshi Masui, profesor adjunto de física del MIT. «Eso es lo que nos ayuda a detectar los FRB con una frecuencia mil veces mayor que un telescopio tradicional».
Con base en el registro de CHIME, el equipo calculó que las FRB brillantes se producen a un ritmo de unas 800 al día. Esta es la estimación más precisa de la tasa global de FRBs hasta la fecha.
«Eso es lo más bonito de este campo: los FRB son realmente difíciles de ver, pero no son infrecuentes», añadió Masui. «Si nuestros ojos pudieran ver los destellos de radio de la misma manera que vemos los destellos de las cámaras, los veríamos todo el tiempo si simplemente miráramos hacia arriba».
Entre las 535 FRB detectadas, los científicos han identificado 18 que estallan repetidamente. Estas repeticiones también tienen un aspecto diferente a las demás, ya que cada estallido dura un poco más y emite frecuencias de radio más concentradas que otras FRB, que no se repiten.
«En algunos casos, se necesitan miles de horas de observaciones para detectar un solo destello de algunos FRB, mientras que otros se han repetido en el lapso de decenas de horas», dijo Pragya Chawla, estudiante de doctorado en la Universidad McGill e integrante de la Colaboración CHIME/FRB, en un comunicado de prensa. «Nuestra muestra actual indica que hay diferencias significativas en las propiedades de las repeticiones y no repeticiones, y los estudios futuros nos permitirán determinar si los dos tipos de eventos son generados por fenómenos astrofísicos diferentes».
Al hacer un mapa de la ubicación de los 535 FRB, la colaboración de CHIME descubrió que la distribución de las ráfagas ha sido uniforme, lo que sugiere que los FRB se extienden por todo el universo y no solo en nuestra Vía Láctea. Esto sugiere que son omnipresentes y que es poco probable que procedan de tecnología alienígena.
El equipo también estimó la distancia de los FRB a través de la dispersión y descubrió que la mayoría de los FRB probablemente se originan en fuentes dentro de galaxias lejanas. A distancias tan grandes, los FRB deben haber sido producidos por fuentes extremadamente energéticas para ser detectados desde la Tierra.
«Los FRBs también llevan información sobre el medio que atraviesan», dijo en el comunicado de prensa el Dr. Saurabh Singh, investigador de postdoctorado en el Departamento de Física de la Universidad McGill e integrante de la Colaboración CHIME/FRB. «Con el significativo incremento de sus detecciones en un rango de distancias respecto a nosotros, ellas ofrecen potencialmente una medida independiente de la distribución de la materia en el Universo».
El aumento de la cantidad de detecciones de FRB también ofrece nuevos conocimientos sobre el cosmos.
«Al disponer de una gran muestra de FRBs se abren innumerables posibilidades. Por ejemplo, ahora estamos en la era del uso de las FRB como sondas cosmológicas», afirma Alex Josephy, estudiante de doctorado de la Universidad McGill e integrante de la colaboración CHIME/FRB, en el comunicado de prensa. «Podemos empezar a examinar las estructuras a gran escala: cúmulos de miles de galaxias. Podemos ayudar a elaborar un mapa de la distribución de la materia oscura cósmica y estudiar la evolución de la materia a lo largo de la historia de nuestro Universo».
Sin embargo, en este momento la tarea más importante es comprender los orígenes de estos FRB, lo que requiere mucha observación y modelización teórica.
«Los FRB cercanos, como algunos de los descritos en el nuevo registro de CHIME/FRB, son indiscutiblemente las mejores fuentes para poner a prueba los modelos de los orígenes y las propiedades de los FRB», dijo en el comunicado de prensa Mohit Bhardwaj, estudiante de doctorado de la Universidad McGill e integrante de la colaboración CHIME/FRB. «Si queremos aprender lo máximo sobre las FRB, como si brillan en luz óptica o de rayos X, las FRB cercanas son nuestra mejor opción».
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