Cuando un magnetar dentro de la Vía Láctea eructó una llamarada de ondas de radio colosalmente poderosas en 2020los científicos finalmente tuvieron evidencia concreta para precisar el origen de ráfagas de radio rápidas.


Un nuevo estudio alucinante ha reducido el mecanismo. Al estudiar la luz parpadeante de un ráfaga de radio rápida Detectado en 2022, un equipo de astrónomos ha rastreado su origen hasta el poderoso campo magnético alrededor de un magnetar, en una galaxia a 200 millones de años luz de distancia.


Es la primera evidencia concluyente de que pueden surgir rápidas ráfagas de radio de las magnetosferas de los magnetares.


«En estos ambientes de estrellas de neutrones, los campos magnéticos están realmente en los límites de lo que el Universo puede producir», dice el astrofísico Kenzie Nimmo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).


«Ha habido mucho debate sobre si esta brillante emisión de radio podría siquiera escapar de ese plasma extremo».

La impresión artística de una magnetosférica. FRB. (Daniel Liévano/MIT News)

Las ráfagas de radio rápidas (FRB) han desconcertado a los científicos desde que fueron descubierto por primera vez en 2007. Son, como su nombre indica, ráfagas de emisión de radio extremadamente breves, que duran apenas milisegundos. También son extremadamente poderosos, a veces liberan más energía que 500 millones de soles en ese breve parpadeo de tiempo.


Los FRB son difíciles de estudiar porque la mayoría de las veces explotan sólo una vez. Esto hace que sean imposibles de predecir y que sea complicado (pero no imposible) rastrear hasta una fuente. Se han rastreado varios FRB únicos hasta galaxias a lo largo de millones o miles de millones de años luz de espacio-tiempo.


Los astrónomos también pueden examinar las propiedades de la luz de radio, como su polarización, para determinar qué tipo de entorno atravesó en su camino hacia la Tierra. Qué tipos de estrellas podrían emitir FRB sigue siendo en gran medida un misterio, pero cada vez hay más evidencia implica cada vez más magnetares.


Los magnetares son estrellas de neutrones particularmente inusuales, que a su vez son restos de núcleo extremadamente densos que quedan después de que una estrella masiva se convierte en supernova. Pero los magnetares tienen campos magnéticos externos mucho más potentes que las estrellas de neutrones ordinarias. alrededor de 1.000 veces más fuerte. Son los campos magnéticos más poderosos del Universo.

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«Alrededor de estas estrellas de neutrones altamente magnéticas, también conocidas como magnetares, los átomos no pueden existir; simplemente serían destrozados por los campos magnéticos». dice el físico Kiyoshi Masui del MIT.


«Lo emocionante aquí es que encontramos que la energía almacenada en esos campos magnéticos, cerca de la fuente, se retuerce y reconfigura de tal manera que puede liberarse como ondas de radio que podemos ver en la mitad del Universo».


Para rastrear el origen de una FRB, Nimmo y sus colegas estudiaron una propiedad conocida como centelleo en un evento conocido como FRB 20221022A, detectado por primera vez en 2022 y posteriormente rastreado hasta una galaxia a 200 millones de años luz de distancia. El centelleo es lo que hace que las estrellas centelleen: la distorsión del camino de la luz cuando viaja a través del gas en el espacio. Cuanto mayor es la distancia recorrida, más fuerte es el parpadeo.


FRB 20221022A es un estándar bastante mediocre, en lo que respecta a los FRB. Fue moderadamente largo, alrededor de 2 milisegundos, y moderadamente potente. Esto lo convierte en un excelente caso de estudio para intentar comprender también las propiedades de otros FRB.


Un artículo complementario estudiando la polarización de la luz del FRB 20221022A (el grado en que se tuerce la orientación de sus ondas) encontró un ángulo de oscilación en forma de S consistente con un objeto giratorio, una novedad en un FRB. Esto sugirió que la señal se originó muy cerca del objeto en rotación.

Nimmo y sus colegas descubrieron que, si podían determinar el grado de centelleo en FRB 20221022A, podrían calcular el tamaño de la región de donde se originó. La luz del FRB mostró un fuerte centelleo, lo que llevó a los investigadores a la región del gas que distorsionaba la señal. Al utilizar esa región de gas como lente, redujeron la fuente del FRB a 10.000 kilómetros (6.213 millas) de su fuente magnetar.


«Acercarnos a una región de 10.000 kilómetros, desde una distancia de 200 millones de años luz, es como poder medir el ancho de una hélice de ADN, que tiene aproximadamente 2 nanómetros de ancho, en la superficie de la lunaMasui dice. «Hay una asombrosa variedad de escalas involucradas».


Es la primera evidencia concluyente de que los FRB extragalácticos pueden originarse dentro de la magnetosfera de estrellas de neutrones altamente magnetizadas. Pero es más que eso. Las técnicas utilizadas por el equipo muestran que el centelleo puede ser una poderosa sonda para otros FRB, de modo que los astrónomos puedan intentar comprender cuán diversos podrían ser y si otros tipos de estrellas También podría eructar las poderosas erupciones.


«Estos estallidos siempre ocurren», Masui dice. «Puede haber mucha diversidad en cómo y dónde ocurren, y esta técnica de centelleo será realmente útil para ayudar a desentrañar las diversas físicas que impulsan estas explosiones».

La investigación ha sido publicada en Naturaleza.

Por automata