Una ráfaga de radio rápida repetitiva (FRB) descubierta recientemente, llamada FRB 20200120E, está profundizando el misterio de estas señales espaciales ya profundamente misteriosas.
Los astrónomos han rastreado su ubicación hasta una galaxia a 11,7 millones de años luz de distancia, lo que la convierte en la ráfaga de radio rápida extragaláctica más cercana conocida, 40 veces más cerca que la siguiente señal extragaláctica más cercana.
Pero también aparece en un cúmulo globular: un grupo de estrellas muy antiguas, que no es el tipo de lugar en el que uno podría esperar encontrar el tipo de estrella que escupe FRB.
Su descubrimiento sugiere un mecanismo de formación diferente para estas estrellas, lo que sugiere que las FRB podrían surgir de una gama de entornos más amplia de lo que pensábamos.
Los FRB han estado engañando a los científicos desde que se descubrió el primero en 2007. Consisten en señales extremadamente poderosas del espacio profundo, a millones de años luz de distancia, algunas descargando más energía que 500 millones de soles
Sin embargo, estas ráfagas son sorprendentemente breves, más cortas que un abrir y cerrar de ojos (menos milisegundos de duración) y la mayoría de ellas no se repiten, lo que las hace muy difíciles de predecir, rastrear y, por lo tanto, comprender.
Al analizar la fina estructura de estas señales de radio, los astrónomos se han centrado en el tipo de objeto que pensaban que podría causarlas, con objetos compactos como estrellas de neutrones la teoría principal.
Luego, en 2020, se produjo un gran avance. Finalmente se detectó un FRB desde el interior de la Vía Láctea, emitido por un magnetar.
Magnetares – de los cuales no muchos de los cuales han sido confirmados hasta la fecha – son un tipo raro de estrella de neutrones, el núcleo colapsado de una estrella muerta que comenzó con entre 8 y 30 veces la masa del Sol. Las estrellas de neutrones son pequeñas y densas, de unos 20 kilómetros (12 millas) de diámetro, con una masa máxima de unos dos soles.
Los magnetares, como sugiere su nombre, agregan algo más a la mezcla: un campo magnético absolutamente loco, alrededor de un cuatrillones de veces más potente que el campo magnético de la Tierray mil veces más poderosa que la de una estrella de neutrones normal.
Esto nos lleva de vuelta a FRB 20200120E. Es una minoría entre los FRB, un FRB que repite sus ráfagas, pero aparte de eso, encaja perfectamente en el perfil.
Sin embargo, debido a que se repite, los astrónomos pudieron identificar más fácilmente la ubicación en el cielo de donde se originó. Al analizar otras propiedades de la señal, pudieron determinar que había viajado una distancia relativamente corta.
Esto los llevó en 2021 a un galaxia espiral de gran diseño llamado M81, aunque con cierto grado de incertidumbre. Más específicamente, los investigadores creían que habían rastreado FRB 20200120E hasta un cúmulo globular.
En un estudio publicado en Naturaleza esta semana, un equipo de astrónomos ha confirmado esa ubicación.
He aquí por qué eso es un problema. Los cúmulos globulares son grupos compactos de estrellas que suelen ser muy antiguas y longevas, así como de baja masa, ninguno mayor que la masa del sol
Las estrellas de neutrones, como mencionamos anteriormente, tienden a formarse a partir de estrellas de mayor masa, que también tienden a tener una vida útil mucho más corta en la secuencia principal (quema de hidrógeno). los del tipo OB. Entonces, como regla general, no esperaría encontrar estrellas de neutrones o magnetares en un cúmulo globular.
“Aquí informamos observaciones que localizaron el FRB en un cúmulo globular asociado con M81, donde está a 2 parsecs del centro óptico del cúmulo”, dijeron los investigadores. escribir en su papel.
“Los cúmulos globulares albergan poblaciones estelares antiguas, lo que desafía a los modelos FRB que invocan magnetares jóvenes formados en una supernova de colapso del núcleo”.
Sin embargo, no temas, porque hay un precedente interesante.
De vez en cuando, se ha descubierto que un cúmulo globular alberga un tipo de estrella de neutrones que gira rápidamente conocida como púlsar de milisegundos. Debido a que los cúmulos globulares están tan densamente poblados, las estrellas pueden interactuar e incluso chocar entre sí, produciendo objetos como púlsares y binarias de rayos X de baja masa.
Según el equipo de investigación, esto introduce otros mecanismos interesantes para la formación de magnetares más allá de la supernova del colapso del núcleo de una estrella masiva. Una enana blanca de baja masa que interactúe y acreciente material de otra estrella podría ganar suficiente masa para colapsar en una estrella de neutrones; o dos enanas blancas podrían fusionarse, con el mismo fin.
También es posible que la fuente de la FRB no sea una magnetar en absoluto, sino una binaria de rayos X de baja masa, como una enana blanca y una estrella de neutrones, o una estrella de neutrones y un exoplaneta. También puede ser un agujero negro acreciente.
Falta evidencia para estas explicaciones, no hay actividad de rayos X o rayos gamma que normalmente acompañaría a estos sistemas, pero aún no se pueden descartar.
Sin embargo, cualquiera que sea la respuesta, parece que FRB 20200120E está configurado para cambiar las cosas. O nos enseñará algo nuevo sobre las interacciones estelares en los cúmulos globulares, o nos dará un nuevo canal de formación para las FRB.
Dado que es un FRB repetitivo, tan cerca de nosotros, representa una rara oportunidad para sondear estas misteriosas señales en detalle.
Los hallazgos se informan en Naturaleza.
Se publicó una versión anterior de este artículo. en junio de 2021 cuando el estudio era una preimpresión.