A principios de 2020, detectamos una señal de radio inusual proveniente de algún lugar cercano al centro de nuestra galaxia. La señal parpadeaba y se apagaba, volviéndose 100 veces más brillante y más tenue con el tiempo.
Además, las ondas de radio en la señal tenían una «polarización circular» poco común, lo que significa que el campo eléctrico en las ondas de radio gira en espiral a medida que las ondas viajan a través del espacio.
Primero detectamos la señal usando el Telescopio Buscador de Pistas de Matriz de Kilómetros Cuadrados de Australia (ASKAP), luego seguimos con otros telescopios alrededor del mundo y en el espacio. A pesar de nuestros mejores esfuerzos, todavía somos incapaces de averiguar exactamente qué produjo estas misteriosas ondas de radio.
Una extraña señal desde el corazón de la Vía Láctea
Hemos estado estudiando el cielo con ASKAP a lo largo de 2020 y 2021 en busca de nuevos objetos inusuales, en un proyecto llamado estudio de variables y transitorios lentos (VAST).
La mayoría de las cosas que ven los astrónomos en el espacio exterior son bastante estables y no cambian mucho en las escalas de tiempo humanas. Es por eso que los objetos que cambian (conocidos como variables) o aparecen y desaparecen (conocidos como transitorios) son tan interesantes.
Los transitorios suelen estar conectados con algunos de los eventos más enérgicos y violentos del Universo, como la muerte de estrellas masivas. La última década ha visto miles de transitorios descubiertos en longitudes de onda ópticas y de rayos X, pero las longitudes de onda de radio están en gran parte sin explotar.
Cuando miramos hacia el centro de nuestra galaxia (la Vía Láctea), encontramos una fuente que llamamos ASKAP J173608.2-321635 (este nombre pegadizo proviene de sus coordenadas en el cielo). Este objeto fue único en el sentido de que comenzó siendo invisible, se volvió brillante, se desvaneció y luego reapareció. Este comportamiento fue extraordinario.
Además de cambiar con el tiempo, la señal se polarizó circularmente. Nuestros ojos no pueden distinguir entre luz polarizada y no polarizada, pero ASKAP tiene el equivalente a gafas de sol polaroid para ondas de radio.
Las fuentes de radio polarizadas son extremadamente raras: podríamos encontrar menos de diez fuentes polarizadas circularmente entre miles. Casi todas son fuentes que entendemos bien, como los púlsares (los remanentes de estrellas que explotaron altamente magnetizados y que giran rápidamente) o las estrellas enanas rojas altamente magnetizadas.
Encontrar más evidencia
Investigar un nuevo objeto astronómico es un poco como un trabajo de detective. Necesitamos evidencia para determinar qué es.
Según nuestros datos ASKAP, pensamos que el nuevo objeto podría ser un púlsar o una estrella en llamas: ambos tipos de objetos pueden polarizarse y cambiar de brillo. Sin embargo, necesitábamos encontrar más pistas.
A continuación, observamos la fuente con el radiotelescopio Parkes en Nueva Gales del Sur para decidir si era un púlsar. Sin embargo, estas observaciones no arrojaron nada.
Luego probamos el radiotelescopio MeerKAT más sensible en Sudáfrica. Debido a que la señal era intermitente, la observamos durante 15 minutos cada pocas semanas, con la esperanza de volver a verla. Afortunadamente, la señal regresó, pero el comportamiento de la fuente ahora era dramáticamente diferente. La fuente desapareció en el transcurso de un solo día, a pesar de que había durado semanas en nuestras observaciones ASKAP anteriores.
Siempre es una buena idea investigar desde múltiples perspectivas. Los telescopios que trabajan en otras longitudes de onda pueden servir como otro par de ojos para ayudarnos a encontrar nuevas pistas.
Después de la detección de MeerKAT, buscamos la fuente en rayos X (usando el Observatorio Neil Gehrels Swift basado en el espacio y el Observatorio de rayos X Chandra) e infrarrojos (usando el telescopio Gemini en Chile). Sin embargo, no vimos nada.
Sigue siendo un misterio
Hemos observado este extraño objeto en múltiples longitudes de onda usando telescopios en tres continentes y en el espacio. ¿Qué podemos decir sobre lo que es realmente?
¿Puede ser una estrella? Parece poco probable porque las estrellas también emiten gran parte de su luz en la óptica y en el infrarrojo (como el Sol), pero no detectamos nada en estas longitudes de onda.
¿Puede ser un púlsar? Al igual que nuestra señal, los púlsares producen ondas de radio polarizadas y pueden variar drásticamente en brillo. Pero la característica de los púlsares son pulsos rápidos entre milisegundos y segundos de duración, y no los detectamos con Parkes o MeerKAT.
¿Es la proximidad de la fuente al centro de nuestra galaxia una pista? Durante los últimos 15 años, se han descubierto varias fuentes de radio intrigantes hacia el centro galáctico (incluida una denominada «burper cósmico»). No sabemos qué son, pero imaginativamente se les llama Transitorios de Radio del Centro Galáctico (GCRT).
¿Están relacionados con ASKAP J173608.2-321635? Hay algunas similitudes, pero también diferencias. E incluso los GCRT conocidos exhiben diversidad y pueden no compartir un origen común. Entonces nuestra señal sigue siendo un misterio.
Seguiremos observando esta fuente de nuevas formas. Es solo la primera de muchas fuentes transitorias inusuales que esperamos encontrar con la poderosa matriz ASKAP, y da una pista del futuro de la radioastronomía.
