Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son destellos de luz impredecibles y extremadamente cortos desde el espacio. Los astrónomos han tenido problemas para comprenderlos desde que se descubrieron por primera vez en 2007. Hasta ahora, solo han sido vistos por radiotelescopios. Cada destello dura solo milésimas de segundo. Sin embargo, cada uno envía tanta energía como la que emite el Sol en un día. Varios cientos de destellos se disparan todos los días y se han visto en el cielo. La mayoría se encuentran a grandes distancias de la Tierra, en galaxias a miles de millones de años luz de distancia.
En dos artículos publicados en paralelo esta semana en las revistas Nature y Nature Astronomy, un equipo internacional de astrónomos presenta observaciones que llevan a los científicos un paso más cerca de resolver el misterio, al tiempo que plantean nuevas incógnitas. El equipo está dirigido conjuntamente por Franz Kirsten (Chalmers, Suecia y ASTRON, Países Bajos) y Kenzie Nimmo (ASTRON y la Universidad de Amsterdam).
Los científicos se propusieron realizar mediciones de alta precisión de una fuente de ráfaga repetitiva descubierta en enero de 2020 en la constelación de Ursa Major, la Osa Mayor. “Queríamos buscar pistas sobre los orígenes de las ráfagas. Usando muchos radiotelescopios juntos, sabíamos que podíamos señalar la ubicación de la fuente en el cielo con extrema precisión. Eso da la oportunidad de ver cómo se ve el vecindario local de una ráfaga de radio rápida”, dice Franz Kirsten.
Para estudiar la fuente con la mayor resolución y sensibilidad posible, los científicos combinaron mediciones de telescopios en la red europea VLBI (EVN). Al combinar datos de 12 antenas parabólicas repartidas por medio mundo, Suecia, Letonia, Países Bajos, Rusia, Alemania, Polonia, Italia y China, pudieron averiguar exactamente de qué parte del cielo provenían. Las mediciones de EVN se complementaron con datos de varios otros telescopios, entre ellos el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) en Nuevo México, EEUU.
Ubicación cercana pero sorprendente
Pero lo sorprendente no acaba aquí. Cuando analizaron sus medidas, los astrónomos descubrieron que los repetidos destellos de radio provenían de algún lugar que nadie esperaba. Rastrearon los estallidos hasta las afueras de la cercana galaxia espiral Messier 81 (M-81), a unos 12 millones de años luz de distancia. Eso la convierte en la detección más cercana a una fuente de ráfagas de radio rápidas.
Además, la ubicación coincidía exactamente con un denso cúmulo de estrellas muy antiguas, conocido como cúmulo globular. “Es sorprendente encontrar ráfagas de radio rápidas de un cúmulo globular. Este es un lugar en el espacio donde solo encuentras estrellas viejas. Más lejos en el universo, se han encontrado ráfagas de radio rápidas en lugares donde las estrellas son mucho más jóvenes. Esto tenía que ser otra cosa”, indica Kenzie Nimmo, de la Universidad de Ámsterdam.
Se han encontrado muchas ráfagas de radio rápidas rodeadas de estrellas jóvenes y masivas, mucho más grandes que el Sol. En esos lugares, las explosiones de estrellas son comunes y dejan restos altamente magnetizados. Los científicos han llegado a creer que se pueden crear ráfagas de radio rápidas en objetos conocidos como magnetares. Los magnetares son los restos extremadamente densos de estrellas que han explotado. Y son los imanes conocidos más poderosos del universo.
“Esperamos que las magnetares sean brillantes y nuevas, y definitivamente no estén rodeadas de viejas estrellas. Entonces, si lo que estamos viendo aquí es realmente una magnetar, entonces no puede haberse formado a partir de la explosión de una estrella joven. Tiene que haber otra manera”, comenta el miembro del equipo Jason Hessels.
Los científicos creen que la fuente de los destellos de radio es algo que se había predicho, pero nunca antes visto: un magnetar que se formó cuando una enana blanca se volvió lo suficientemente masiva como para colapsar por su propio peso. “Suceden cosas extrañas en la vida multimillonaria de un cúmulo apretado de estrellas. Aquí creemos que estamos viendo una estrella con una historia inusual”, explica Franz Kirsten.
Con el tiempo, las estrellas ordinarias como el Sol envejecen y se transforman en objetos pequeños, densos y brillantes llamados enanas blancas. Muchas estrellas del cúmulo viven juntas en sistemas binarios. De las decenas de miles de estrellas en el cúmulo, algunas se acercan lo suficiente como para que una estrella recolecte material de la otra.
Eso puede conducir a un escenario conocido como "colapso inducido por acreción", explica Kirsten. “Si una de las enanas blancas puede captar suficiente masa extra de su compañera, puede convertirse en una estrella aún más densa, conocida como estrella de neutrones. Es una ocurrencia rara, pero en un cúmulo de estrellas antiguas, es la forma más sencilla de hacer ráfagas de radio rápidas”, dice Mohit Bhardwaj, miembro del equipo, de la Universidad McGill, Canadá.
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