Rastrean misteriosas ráfagas de radio rápidas desde los brazos de la galaxia espiral

(CNN) – Los científicos han rastreado las ubicaciones de múltiples ráfagas de radio rápidas y misteriosas hasta sus orígenes con la ayuda del Telescopio Espacial Hubble, y no es lo que esperaban.

La causa de estas misteriosas explosiones de radio de milisegundos de duración en el espacio ha eludido a los científicos desde que se descubrieron los fenómenos en 2007. Dada la rapidez con que se disparan, estas explosiones, a veces llamadas FRB, son muy difíciles de rastrear y estudiar.

Aprender más sobre el origen de estas ráfagas de radio intensas y brillantes podría ayudar a los científicos a comprender qué las causa.

Un equipo internacional de astrónomos pudo rastrear la ubicación de ocho ráfagas de radio rápidas. Si bien los orígenes de tres siguen sin ser concluyentes, los investigadores utilizaron las imágenes del espacio profundo del Hubble para identificar las galaxias distantes donde se originaron estas explosiones, incluidas sus ubicaciones exactas dentro de las galaxias.

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El estudio ha sido aceptado y pronto se publicará en The Astrophysical Journal.

Cinco de las ráfagas de radio provinieron de galaxias espirales. Estos son el tipo de galaxia más común en todo el universo, y nuestra propia Vía Láctea es un tipo de galaxia espiral. Una característica de estas galaxias es que tienen brazos espirales donde ocurre la formación de estrellas.

Las ráfagas de radio que rastrearon se ubicaron a lo largo de los brazos de diferentes galaxias espirales que se encuentran entre 400 millones y 9 mil millones de años luz de distancia.

Estas ráfagas pueden ser breves, pero cada una crea más energía que nuestro sol en el transcurso de un año entero. Los científicos han descubierto hasta mil explosiones de este tipo desde 2007, pero solo han podido rastrear unas 15 de ellas. Se descubrió que esas 15 se originaron en galaxias distantes, jóvenes y masivas.

Rastreando misteriosas explosiones a través del espacio

Una combinación de imágenes de luz visible, ultravioleta e infrarrojo cercano ayudó a los astrónomos a rastrear los FRB mencionados en el nuevo estudio.

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“Esta es la primera vista de alta resolución de una población de FRB“, dijo la autora principal del estudio, Alexandra Mannings, estudiante graduada en astronomía y astrofísica de la Universidad de California en Santa Cruz. “La mayoría de las galaxias son masivas, relativamente jóvenes y todavía están formando estrellas. Las imágenes nos permiten tener una mejor idea de las propiedades generales de la galaxia anfitriona, como su masa y tasa de formación de estrellas, así como investigar lo que está sucediendo justo en el Posición FRB “.

Hubble capturó imágenes de galaxias anfitrionas donde se rastrearon las ráfagas de radio rápidas. Crédito: NASA/ ESA

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las explosiones se originaron en los brazos espirales.

“No sabemos qué causa los FRB, por lo que es realmente importante usar el contexto cuando lo tenemos“, dijo el coautor del estudio Wen-fai Fong, profesor asistente de física y astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg y el Centro de la Universidad Northwestern para la Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica (CIERA) en Illinois.

“Debido a que los brazos espirales son signos del nacimiento de estrellas, esto fue una sorpresa, ya que ofrece una pista importante de que los FRB deben correlacionarse con la formación de estrellas”.

El Hubble es tan sensible que descubre cosas que no se pueden detectar utilizando imágenes terrestres, dijo Fong. El telescopio ayudó a los investigadores a confirmar la presencia de brazos espirales o estructuras espirales nunca antes vistas dentro de las galaxias.

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“Generalmente, las regiones más brillantes a lo largo de los brazos espirales contienen las estrellas más jóvenes y masivas”, dijo Fong. “A medida que te alejas de los brazos espirales, comienzas a encontrar estrellas más viejas que no brillan tanto. Por lo tanto, dónde se encuentran las FRB con respecto a estas características espirales ofrece pistas importantes sobre el tipo de progenitor que las causa“.

Estos hallazgos indican que las ráfagas de radio se originan a partir de un tipo de mediana de Ricitos de Oro, lo que significa que las estrellas que podrían estar involucradas en la creación de las ráfagas no pueden ser demasiado jóvenes ni demasiado viejas.

Anteriormente, los científicos habían especulado que el origen de los FRB podría deberse a explosiones de estrellas jóvenes o fusiones de estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones son los núcleos densos que quedan cuando las estrellas explotan. Se sabe que estos generan explosiones de rayos gamma.

Sin embargo, esto ocurre en estrellas jóvenes y muy masivas, algo con lo que las explosiones no parecen estar relacionadas en el nuevo estudio.

En cambio, los investigadores sugieren que los estallidos de magnetar podrían ser la causa dominante de los estallidos de radio. Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones supermasiva con campos magnéticos 10 billones de veces más poderosos que un imán promedio.

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La observación de una ráfaga de radio rápida en nuestra galaxia Vía Láctea el año pasado provino de una región donde existe una magnetar.

“Debido a sus fuertes campos magnéticos, los magnetares son bastante impredecibles”, dijo Fong. “En este caso, se cree que las FRB provienen de las llamaradas de una magnetar joven. Las estrellas masivas pasan por la evolución estelar y se convierten en estrellas de neutrones, algunas de las cuales pueden magnetizarse fuertemente, lo que lleva a llamaradas y procesos magnéticos en sus superficies, que pueden emitir luz de radio. Nuestro estudio encaja “, dijo, con ese escenario de ‘Ricitos de oro’.

Cuantas más ráfagas de radio observan, más investigadores se dan cuenta de lo diversos que son, lo que podría significar que los diferentes tipos de ráfagas tienen diferentes orígenes, dijo Mannings.

“No tenemos cifras lo suficientemente altas para determinar las complejidades de la población de FRB en este momento, pero hacerlo es una perspectiva emocionante”, dijo Mannings.

Se sabe que algunas ráfagas de radio se repiten, y Mannings quiere determinar dónde hay marcadas diferencias entre las galaxias que albergan ráfagas de radio que se repiten y ocurrencias de eventos de ráfagas únicas.

Con la incorporación de nuevas capacidades y radiotelescopios en el futuro, Fong y Mannings esperan rastrear más ráfagas de radio y aprender sobre sus galaxias anfitrionas.

“Estamos realmente en el horizonte de una era importante de descubrimientos”, dijo Fong. “Encontrar estos eventos localizados es una pieza importante del rompecabezas, y una pieza única en comparación con lo que se ha hecho antes. Esta es una contribución única del Hubble”.