Científicos descubren pista importante en misteriosas señales de radio del espacio
Una firma clave a la luz de las ráfagas rápidas de radio podría ayudar a identificar las fuentes de estos enigmáticos destellos del espacio profundo.
Los científicos han utilizado el radiotelescopio de plato único más grande de la Tierra para investigar los orígenes desconocidos de las señales de radio del espacio que se repiten, a veces en patrones de relojería, informa un nuevo estudio.
Las observaciones podrían ayudar a distinguir entre las fuentes hipotéticas de estas señales exóticas, conocidas como ráfagas de radio rápidas (FRB), según los patrones magnéticos impresos en su luz.
Descubiertos por primera vez en 2007, los FRB son pulsos de radio no identificados que parpadean intensamente durante meros milisegundos, lo que sugiere que son generados por eventos cósmicos energéticos. Los estallidos normalmente se originan más allá de la Vía Láctea, aunque se ha observado uno dentro de nuestra galaxia.
Algunos estallidos son únicos que nunca se vuelven a ver, mientras que otros se repiten y, a veces, siguen ciclos periódicos extraños que pueden durar semanas o meses. Si bien ha habido especulaciones de que los FRB podrían ser mensajes de extraterrestres inteligentes, el consenso abrumador es que son fenómenos naturales que probablemente son alimentados por los intensos entornos alrededor de estrellas muertas o moribundas.
Actualmente se conocen unas pocas docenas de FRB, cada uno con propiedades idiosincrásicas, lo que sugiere que existe una variedad de historias de origen diferentes para estos destellos. Ahora, los astrónomos dirigidos por Li Di, profesor de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China, han identificado una firma clave de la polarización FRB, que es un patrón magnético que se incrusta en las señales de radio de su entorno, que puede ayudar reducir las posibles fuentes de estas ráfagas.
El equipo sugiere que la luz que está muy distorsionada por los campos magnéticos probablemente indica fuentes con entornos magnéticos desordenados asociados con la muerte de estrellas más jóvenes, como la lluvia radiactiva de supernovas recientes o las nebulosas ventosas que rodean estrellas muertas llamadas púlsares. Por otro lado, una polarización más ordenada implica que una fuente de FRB “es coherente con que el entorno sea menos turbulento, denso y/o magnetizado que el de otras FRB, como cabría esperar de una población estelar antigua”, según un artículo . publicado el jueves en la revista Science .
“La información sobre los hosts y entornos de FRB podría obtenerse a partir de su polarización”, dijeron Di y sus colegas en la nueva investigación. “En este estudio, analizamos las propiedades de polarización de 21 fuentes FRB repetidas”.
El equipo observó directamente cinco repetidores con dos telescopios y utilizó estudios existentes para sondear los 16 restantes. Las observaciones fueron capturadas por el telescopio Robert C. Byrd Green Bank en West Virginia y el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST) en Pingtang. Condado, China. Con 1.640 pies de diámetro, FAST es el radiotelescopio de plato único más grande de la Tierra.
Di y sus colegas inicialmente no encontraron rastros de polarización en los datos FAST, que se capturaron en frecuencias más bajas, lo que significa que las señales de radio tenían longitudes de onda más largas. Cuando siguieron a frecuencias más altas con datos de otros observatorios, el equipo vio que las longitudes de onda más cortas tenían más probabilidades de mostrar los efectos polarizados de los campos magnéticos. En otras palabras, los FRB repetidos se “despolarizan” a frecuencias más bajas.
Los investigadores sugieren que esto puede explicarse mediante un modelo centrado en una propiedad llamada dispersión de medida de rotación, que describe los caminos impredecibles que puede tomar la luz en un entorno magnético intenso. Es más probable que las longitudes de onda de radio más largas se dispersen en diferentes direcciones, lo que explica por qué el equipo observó despolarización en las bandas de frecuencia más baja del espectro de radio en los datos de ráfaga.
El efecto fue consistente en los repetidores, pero diferentes ráfagas mostraron el efecto en diferentes bandas del espectro: por ejemplo, FRB 20180916B, que emite ráfagas en un ciclo de 16 días , se despolarizó por debajo de las frecuencias de 200 MHz, mientras que FRB 20121102A, que se repite en un ciclo de 157 días , despolarizado por debajo de 3,5 GHz.
Los FRB que se despolarizan a frecuencias más altas tienen más probabilidades de tener entornos magnéticos más dinámicos, lo que sugiere que emanan de las regiones tempestuosas que rodean a las estrellas recién muertas ubicadas en una población estelar más joven, según el estudio. Los estallidos que se despolarizan a frecuencias más bajas pueden originarse a partir de los restos de poblaciones más antiguas y atenuadas de exóticas estrellas muertas.
“Los repetidores con una gran [dispersión de medida de rotación] observada podrían verse más afectados por la turbulencia, lo que daría lugar a grandes fluctuaciones en la densidad de electrones y el campo magnético, lo que podría explicar la diversidad entre los repetidores”, dijo el equipo.
El nuevo estudio añade una pieza más al rompecabezas de estos enigmáticos estallidos, que han dejado perplejos a los científicos durante más de una década. Sin embargo, quedan muchos misterios, incluida la cuestión de si los FRB únicos y repetidos tienen orígenes diferentes o se derivan de mecanismos de emisión similares.
“No está claro si los FRB repetidos son fuentes ubicuas o poco comunes”, dijeron los investigadores. “Si todos los FRB se repiten en alguna escala de tiempo, o si los repetidores forman una población separada de las fuentes de ráfaga única, tiene implicaciones” para comprender sus fuentes y entornos, concluyeron.