Espeluznantes ráfagas de radio podrían revelar materia oculta alrededor de las galaxias


Las ráfagas rápidas de ondas de radio que se originan entre millones y miles de millones de años luz de distancia de la Tierra podrían usarse como sondas para investigar halos de gas difuso difíciles de ver que rodean las galaxias cercanas.

Una nueva investigación muestra que estos pulsos, llamados ráfagas de radio rápidas (FRB), se ralentizan a medida que pasan a través del gas que envuelve las galaxias entre su origen y la Tierra. Esto también tiene el efecto de dispersar sus frecuencias de radio.

Ilustración de un artista de una ráfaga de radio rápida (Crédito de la imagen: ESO/M. Kornmesser)

Usando esto para investigar los halos de gas galáctico, los investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) encontraron el doble de material de lo que se creía anteriormente en estos sobres que envuelven a las galaxias. Esto tiene implicaciones sobre cómo evolucionan estas colecciones de estrellas y planetas durante grandes períodos de tiempo.

Los astrónomos observaron una muestra de 474 FRB distantes con el Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME) y confirmaron que 24 FRB interceptados por halos galácticos se ralentizaron en comparación con otros que viajaron a la Tierra sin obstáculos. Por lo tanto, este efecto se puede utilizar para sondear el material a través del cual pasa la FRB.

«Nuestro estudio muestra que los FRB pueden actuar como brochetas de toda la materia entre nuestros radiotelescopios y la fuente de las ondas de radio», dijo Liam Connor, investigador asociado postdoctoral en astronomía de Tolman en Caltech, en un comunicado (se abre en una nueva pestaña) . «Hemos utilizado ráfagas de radio rápidas para hacer brillar una luz a través de los halos de galaxias cerca de la Vía Láctea y medir su material oculto».

El uso de FRB más distantes desde fuera de nuestra galaxia para investigar las enormes piscinas de gas que rodean otras galaxias ya ha revelado una sorpresa. Los astrónomos descubrieron que hay más materia en los halos de gas de lo que se creía anteriormente, alrededor del doble de lo previsto por los modelos teóricos.

«Estos depósitos gaseosos son enormes», dijo Connor. «Si el ojo humano pudiera ver el halo esférico que rodea a la cercana galaxia de Andrómeda, el halo parecería mil veces más grande que la luna».

Debido a que estos halos de gas son los restos del mismo material que se usa para formar las estrellas y los planetas, una investigación más profunda de ellos podría conducir a una mejor comprensión de cómo evolucionan las galaxias durante períodos de miles de millones de años.

Aunque los investigadores actualmente no están seguros de los orígenes de los FRB, detectados por primera vez en 2007, creen que estos pulsos de radiación electromagnética que duran desde una fracción de milisegundo hasta unos pocos milisegundos son emitidos por estrellas muertas magnéticas que giran rápidamente llamadas magnetares.

La ilustración de un artista muestra el halo de gas de 300.000 años luz de ancho que rodea la Vía Láctea. (Crédito de la imagen: NASA/CXC/M.Weiss; NASA/CXC/Ohio State/A.Gupta et al.)

La evidencia de esta conexión se proporcionó en 2020 cuando el instrumento Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) de Caltech se asoció con CHIME para detectar una erupción FRB masiva en la Vía Láctea.

Desde su descubrimiento en 2007, se han observado cientos de FRB y se espera que estas revelaciones continúen llegando gracias, en parte, a la matriz sinóptica profunda de 110 platos de Caltech (se abre en una pestaña nueva), o DSA-110.

El proyecto ya ha identificado varios FRB y los ha rastreado hasta las galaxias de las que se originaron. Los científicos de Caltech tienen planes para construir un conjunto de telescopios aún más grande en los próximos años, que constará de 2.000 platos. Denominado DSA-2000, el proyecto será el observatorio de radio más poderoso jamás construido y podría detectar e identificar miles de FRB y sus fuentes cada año.

«Esto es solo el comienzo», dijo el profesor asistente de astronomía en Caltech, Vikram Ravi. «A medida que descubramos más FRB, nuestras técnicas se pueden aplicar para estudiar halos individuales de diferentes tamaños y en diferentes entornos, abordando el problema no resuelto de cómo se distribuye la materia en el universo».

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