Las ráfagas de radio rápidas, destellos intensos de milisegundos de duración de energía de radio del espacio exterior, han astrónomos desconcertados desde que fueron vistos por primera vez en 2007. Un solo estallido puede emitir tanta energía en su breve vida como lo hace el Sol en unos pocos días.
La gran mayoría de los pulsos de corta duración se originan fuera de nuestra galaxia, la Vía Láctea. No sabemos qué produce la mayoría de ellos, o cómo.
En nueva investigación publicada en Cienciaobservamos una ráfaga de radio rápida repetitiva durante más de un año y descubrimos señales de que está rodeada por un campo magnético fuerte pero altamente cambiante.
Nuestros resultados sugieren que la fuente de esta explosión cósmica puede ser un sistema binario formado por una estrella de neutrones que gira a través de vientos de plasma magnetizado denso producido por una estrella compañera masiva o incluso un agujero negro.
Una ráfaga de radio rápida que nunca deja de repetirse
La ráfaga repetitiva conocida como FRB 20190520B fue descubierto en 2022 por astrónomos en el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST) en China. La repetición de ráfagas de radio rápidas es rara, pero FRB 20190520B es la más rara de todas: es la única que nunca descansa, produciendo ráfagas de radio varias veces por hora, a veces en múltiples frecuencias de radio.
Después de que se encontró por primera vez este intrigante objeto, los astrónomos se apresuraron a seguir la observación inicial utilizando otras longitudes de onda de radio.
Investigaciones posteriores mostraron que FRB 20190520B reside en un entorno extremadamente denso en una galaxia enana a 3.900 millones de años luz de distancia. También hay materiales que rodean la fuente FRB que producen emisiones de radio fuertes y persistentes.
Esto llevó a sugerir que la fuente de explosión es una joven estrella de neutrones en un entorno complejo.
Campos magnéticos potentes
¿Qué más podemos aprender sobre este petardo intergaláctico y su entorno? Llevamos a cabo observaciones de FRB 20190520B utilizando el radiotelescopio Parkes de CSIRO, Murriyang, en Nueva Gales del Sur y el Telescopio Green Bank en los Estados Unidos.
Para nuestra sorpresa, FRB 20190520B resultó producir señales fuertes en frecuencias de radio relativamente altas. Estas señales de alta frecuencia resultaron estar altamente polarizadas, lo que significa que las ondas electromagnéticas “ondean” con mucha más fuerza en una dirección que en otras.
Encontramos que la dirección de esta polarización cambia a diferentes frecuencias. Medir cuánto cambia nos dice acerca de la fuerza del campo magnético a través del cual ha viajado la señal.
Resulta que esta medida de polarización sugiere que el entorno alrededor de FRB 20190520B está altamente magnetizado. Y lo que es más, la fuerza del campo magnético pareció variar durante los 16 meses que observamos la fuente, e incluso cambió de dirección por completo dos veces.
Este cambio en la dirección del campo magnético alrededor de una ráfaga de radio rápida nunca se había observado antes.
completando la imagen
¿Qué nos dice esto sobre FRB 20190520B? Las teorías más populares para explicar las observaciones recientes de ráfagas de radio rápidas repetitivas involucran sistemas binarios formados por una estrella de neutrones y otra estrella masiva o un agujero negro.
Si bien aún no podemos descartar otras hipótesis, nuestros resultados favorecen el escenario de estrellas masivas.
Se sabe que las estrellas masivas tienen fuertes vientos estelares con campos magnéticos organizados a su alrededor. Si la fuente de los estallidos entrara y saliera de la región del viento estelar a medida que viaja a través de su órbita, esperaríamos que la dirección del campo magnético observado se invirtiera.
La escala de tiempo de la inversión del campo magnético, la variabilidad medida en la fuerza aparente del campo y el plasma denso que rodea la fuente de la ráfaga encajan en esta imagen.
¿Que sigue?
Nuestras observaciones podrían proporcionar evidencia crucial para respaldar la hipótesis de que las fuentes de ráfagas de radio rápidas repetitivas tienen un compañero masivo capaz de producir plasma altamente magnetizado.
Más importante aún, la hipótesis binaria nos da una predicción para el futuro. Si es correcto, los cambios en la polarización de las señales de radio de FRB 20190520B deberían aumentar y disminuir durante períodos de tiempo más prolongados.
Así que estaremos atentos. Las futuras observaciones con Murriyang y el Telescopio Green Bank revelarán si FRB 20190520B está realmente en un sistema binario, o si el Universo nos sorprenderá una vez más.
shi-daiBecario ARC DECRA, Universidad del Oeste de Sydney; diliProfesor, Observatorios Astronómicos Nacionales, Academia china de ciencias; miroslav filipovicProfesor, Universidad del Oeste de Sydneyy Reshma Anna-Thomascandidato a doctorado Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Virginia Occidental
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