Las ráfagas rápidas de radio (FRB) duran aproximadamente un milisegundo y, al hacerlo, codifican información inalcanzable de otro modo sobre el plasma que permea nuestro universo, lo que proporciona información sobre los campos magnéticos y la distribución de gases.
En un artículo escrito por Manisha Caleb y colegas de la Universidad de Sídney y otras instituciones, el equipo informa sobre el descubrimiento de la FRB 20240304B, que se encuentra a un corrimiento al rojo de 2,148 ± 0,001, lo que corresponde a tan solo 3000 millones de años después del Big Bang.
La investigación se publica en el servidor de preimpresión arXiv.
La ráfaga, denominada FRB 20240304B, fue detectada por primera vez el 4 de marzo de 2024 por el conjunto de radiotelescopios MeerKAT de Sudáfrica. Lo que hace extraordinario este descubrimiento es su increíble distancia, a un enorme corrimiento al rojo de z = 2,148 ± 0,001, o aproximadamente 3000 millones de años después del Big Bang. Esto significa que estamos observando luz que ha viajado durante más de 11 mil millones de años para llegar a la Tierra.
Encontrar la fuente de la señal requirió investigación en múltiples observatorios. Los autores intentaron localizar la galaxia anfitriona de FRB 20240304B utilizando observatorios terrestres y datos de archivo, pero no fue posible. Sin embargo, investigaciones de seguimiento con los instrumentos NIRCam y NIRSpec del JWST lograron revelar la galaxia anfitriona de FRB y obtener un corrimiento al rojo espectroscópico.
La ráfaga de ondas de radio viajó por el espacio y, al hacerlo, se dispersó a una velocidad de aproximadamente 2330 pc cm⁻³, lo que sugiere de inmediato un origen extremadamente lejano. Esta medición describió con mayor precisión cuánto se estiró y retrasó la señal de radio debido a los electrones libres en el espacio, actuando como una huella dactilar que revela las vastas distancias recorridas por la señal.
Este descubrimiento duplica el alcance del corrimiento al rojo de las FRB localizadas e investiga los bariones ionizados a lo largo de aproximadamente el 80% de la historia del universo. Las detecciones previas de FRB solo se habían remontado a aproximadamente la mitad del tiempo cósmico, pero la FRB 20240304B amplía nuestro límite observacional hasta cuando el universo aún se encontraba en su juventud.
La galaxia anfitriona cuenta una historia interesante. La FRB 20240304B se detectó con el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica, y los investigadores localizaron la señal en una galaxia de baja masa, grumosa y con formación estelar utilizando el Telescopio Espacial James Webb. Esta joven galaxia, con una activa formación estelar, proporciona pistas cruciales sobre el origen de estos misteriosos estallidos.
Dado que su galaxia anfitriona es relativamente joven, poco masiva y aún está formando estrellas, la presencia de una FRB sugiere un origen que puede ocurrir en escalas de tiempo relativamente cortas, como los magnetares jóvenes. Esto respalda las teorías de que las FRB se originan en estrellas de neutrones altamente magnetizadas llamadas magnetares, en lugar de procesos que requieren miles de millones de años para desarrollarse.
El descubrimiento también revela complejas estructuras de campo magnético que abarcan escalas de gigapársecs. Su línea de visión, con el Cúmulo de Virgo y un grupo en primer plano, revela la complejidad del campo magnético en muchas escalas de gigapársecs. A medida que las ondas de radio viajaban hacia la Tierra, atravesaban diversas estructuras, cada una dejando su huella en la señal.
Quizás lo más notable es que las observaciones establecen la actividad de las FRB durante el pico de formación estelar y demuestran que las FRB pueden investigar la formación de galaxias durante la era más activa de la historia cosmológica. La época en que se originó la FRB 20240304B corresponde a cuando el universo formaba estrellas a su ritmo más frenético, un período que los astrónomos denominan «mediodía cósmico».
A medida que los telescopios de próxima generación entran en funcionamiento, descubrimientos como el de FRB 20240304B apuntan hacia un futuro apasionante en el que estas señales fugaces se convertirán en mensajeros del pasado distante del universo, ayudándonos a entender cómo evolucionó el universo desde su temprana y caótica juventud hasta el cosmos estructurado que vemos hoy.
Con información de arXiv
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