Un nuevo artículo explora cuatro fuentes cercanas de ráfagas de radio rápidas

Las fugaces ráfagas de energía procedentes del espacio, conocidas como ráfagas rápidas de radio (FRB), son un enigma cósmico. Un equipo internacional de investigadores liderado por Canadá ha publicado nuevos hallazgos que sugieren que las supernovas son los contribuyentes predominantes a la formación de fuentes que eventualmente producen FRB.

«Las ráfagas de radio rápidas son uno de los mayores misterios de la astronomía», dijo el autor principal Mohit Bhardwaj, miembro de la colaboración del Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment Fast Radio Burst (CHIME/FRB) y becario postdoctoral McWilliams en la Universidad Carnegie Mellon. «Estas explosiones de radio extremadamente poderosas pueden viajar distancias cosmológicas y emitir más energía que la que emite el sol en mil años, a pesar de durar sólo unas pocas milésimas de segundo. Aún más intrigante es que, aunque golpean la Tierra aproximadamente cada minuto desde todas partes el cielo, su origen aún es desconocido.»

Los investigadores, dirigidos por científicos de Canadá e incluidos equipos en EE. UU., México, Chile y Australia, examinaron 18 anfitriones de FRB cercanos, todos los cuales eran galaxias espirales o de tipo tardío. La prevalencia de galaxias de tipo tardío sugiere que las fuentes de FRB se producen predominantemente en galaxias relativamente jóvenes, y que las fuentes posiblemente sean producidas por supernovas que implican el colapso del núcleo de una estrella masiva.

«Este trabajo identifica una tendencia intrigante que sugiere que la mayoría de las FRB locales probablemente provienen de supernovas de colapso del núcleo», dijo Bridget Andersen, coautora del artículo y actual Ph.D. Estudiante de la Universidad McGill que trabaja bajo la supervisión de la profesora Victoria Kaspi. «En estudios futuros, será particularmente interesante ver si esta tendencia persiste con un mayor número de galaxias anfitrionas localizadas».

El trabajo tiene especial importancia porque, hace un año, tras la detección de una fuente de FRB en un cúmulo globular de la galaxia Messier 81 (que alberga una población estelar extremadamente antigua), se especuló que tales fuentes podrían dominar la población de FRB.

Bhardwaj dijo que los hallazgos del equipo no favorecen tal escenario y, en cambio, apoyan la hipótesis de que la mayoría de las fuentes de FRB se originan a partir de la desaparición de estrellas masivas, lo que a menudo resulta en la formación de agujeros negros o estrellas de neutrones.

«De cara al futuro, a medida que acumulemos muestras más grandes de FRB observadas con mayor precisión, podremos examinar más a fondo estas distinciones para FRB tanto cercanas como distantes», dijo. «Al realizar análisis más profundos, esperamos refinar nuestra comprensión de los diversos orígenes de los FRB y potencialmente revelar los mecanismos subyacentes que impulsan estos fenómenos cósmicos, arrojando luz sobre las complejidades de las ráfagas de señales de radio del universo».

El equipo CHIME/FRB duplicó recientemente el catálogo de FRB repetidos conocidos y ha seguido avanzando en este campo. El artículo más reciente de la colaboración, que está disponible en el servidor de preimpresión arXiv y se publicará en The Astrophysical Journal Letters, es importante porque señala las galaxias anfitrionas de los nuevos FRB cercanos, que son candidatos prometedores para identificar las contrapartes propuestas de pronta o posluminiscencia. más allá de las longitudes de onda de radio.

Comprender los orígenes de los FRB es un desafío fundamental en la astronomía contemporánea y, hasta ahora, los FRB extragalácticos se han manifestado exclusivamente como fenómenos de radio. Al identificar sus fuentes, los cosmólogos pueden obtener nuevos conocimientos sobre los entornos astrofísicos extremos que dan lugar a estas señales y los mecanismos físicos responsables de ellas.

«La capacidad de identificar la galaxia en la que se originó la FRB fue clave para este estudio. Pero con CHIME, sólo podemos identificar las galaxias anfitrionas de las FRB más cercanas», dijo el coautor Daniele Michilli, ahora investigador postdoctoral en el MIT Kavli. Instituto de Astrofísica e Investigaciones Espaciales. «Estamos construyendo nuevos telescopios CHIME «Outrigger» en Canadá y EE. UU. para permitir localizaciones precisas del cielo para todos los FRB detectados por CHIME. Esto revolucionará el campo y nos permitirá probar las ideas presentadas aquí».

Una hipótesis predominante que conecta estos intensos estallidos de ondas de radio con procesos astrofísicos involucra a las estrellas de neutrones, dijo Bhardwaj. Añadió que la prominencia de esta hipótesis aumentó en 2020 cuando CHIME/FRB observó explosiones similares a FRB de una conocida estrella de neutrones altamente magnetizada (SGR 1935+2154) en nuestra propia galaxia, lo que llevó a la identificación de magnetares: neutrones jóvenes y altamente magnetizados. estrellas, como una fuente probable.

«Independientemente de su origen, estas breves explosiones son muy prometedoras para los estudios cosmológicos», dijo Bhardwaj. «Para cada FRB, podemos estimar la cantidad de materia ionizada que atravesó la señal del FRB en su camino a la Tierra. Esto posiciona inequívocamente a los FRB como una sonda muy prometedora para estudiar la distribución del gas ionizado en la red cósmica».

Con información de Phys.org