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Ciencia

El Hubble descubre el origen de cinco potentes emisiones de radio en el espacio

Generan tanta energía en una milésima de segundo como lo hace el Sol en un año. Se llaman ráfagas de radio rápidas (FRB) y son tan breves -desaparecen en mucho menos que un abrir y cerrar de ojos-, que para los investigadores resulta todo un reto rastrear de dónde provienen y, sobre todo, los objetos capaces de causar pulsos tan extraordinarios. La mayoría de los veces, no saben si quiera dónde buscar. Su origen es tan enigmático que incluso se llegó a especular con la atrevida idea de que son las señales de otra civilización avanzada.

Pero hay ocasiones únicas. Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble de la NASA han rastreado la ubicación de cinco breves y potentes explosiones de radio hasta los brazos espirales de cinco galaxias distantes ubicadas a miles de millones de años luz. La investigación ayuda a descartar algunos de las posibles causantes de estos estallidos barajados hasta el momento y respalda la teoría de que son provocados por magnetares, un tipo de estrella de neutrones con poderosos campos magnéticos.

La primera FRB que se conoce fue descubierta en datos archivados registrados por el observatorio de radio Parkes el 24 de julio de 2001. Desde entonces, los astrónomos han descubierto mil, pero solo han podido asociar aproximadamente quince de ellas a galaxias particulares.

«Nuestros resultados son nuevos y emocionantes. Esta es la primera imagen de alta resolución de una población de FRB, y el Hubble revela que cinco de ellas están localizadas cerca o en los brazos espirales de una galaxia», dice Alexandra Mannings, de la Universidad de California, Santa Cruz, autora principal del estudio. «La mayoría de las galaxias son masivas, relativamente jóvenes y todavía están formando estrellas. Las imágenes nos permiten tener una mejor idea de las propiedades generales de la galaxia anfitriona, como su masa y tasa de formación de estrellas, así como investigar lo que está sucediendo correctamente en la FRB porque el Hubble tiene una gran resolución».

Galaxia de donde procede la emisión FRB 180924 (a la derecha, imagen mejorada digitalmente)

NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Northwestern), Alyssa Pagan (STScI)
En el estudio del Hubble, los astrónomos no solo relacionaron las ráfagas con las galaxias, sino que también identificaron el tipo de ubicaciones donde se originaron. Una de ellas fue localizada en 2017 y las otras siete en 2019 y 2020. «No sabemos qué causa las FRB, por lo que es realmente importante usar el contexto cuando lo tenemos», dice Wen-fai Fong, de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois.

Las galaxias del estudio de Hubble existieron hace miles de millones de años. Los astrónomos, por lo tanto, están viendo las galaxias como aparecieron cuando el universo tenía aproximadamente la mitad de su edad actual. Muchas de ellas son tan masivas como nuestra Vía Láctea. Las observaciones se realizaron en luz ultravioleta e infrarroja cercana.

La luz ultravioleta traza el brillo de las estrellas jóvenes a lo largo de los brazos sinuosos de una galaxia espiral. Los investigadores utilizaron las imágenes del infrarrojo cercano para calcular la masa de las galaxias y encontrar dónde residen las poblaciones de estrellas más antiguas.

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Las imágenes muestran una diversidad de estructuras de brazos en espiral, desde las más apretadas hasta las más difusas, revelando cómo se distribuyen las estrellas a lo largo de estas características prominentes. Los brazos espirales de una galaxia trazan la distribución de estrellas jóvenes y masivas. Sin embargo, las imágenes del Hubble revelan que las FRB que se encuentran cerca de los brazos espirales no provienen de las regiones más brillantes, que resplandecen con la luz de grandes estrellas. Las imágenes ayudan a respaldar la idea de que estos pulsos probablemente no se originan en las estrellas más jóvenes y masivas.

Estas pistas ayudaron a los investigadores a descartar algunos de los posibles desencadenantes de estas llamaradas brillantes, incluidas las muertes explosivas de las estrellas más jóvenes y masivas, que generan estallidos de rayos gamma y algunos tipos de supernovas. Otra fuente poco probable es la fusión de estrellas de neutrones, los núcleos aplastados de estrellas que acaban con sus vidas en explosiones de supernovas. Estas fusiones tardan miles de millones de años en ocurrir y generalmente se encuentran lejos de los brazos espirales de las galaxias más antiguas que ya no están formando estrellas.

Monstruos magnéticos
Sin embargo, los resultados sí son consistentes con el modelo principal de que las FRB se originan a partir de explosiones de jóvenes magnetares, llamados los ‘imanes más fuertes del universo’, ya que poseen un campo magnético que es 10 billones de veces más poderoso que el imán de la puerta de un frigorífico. El año pasado, los astrónomos vincularon las observaciones de una FRB detectada en nuestra galaxia, la Vía Láctea, con una región donde reside un magnetar conocido.

«Debido a sus fuertes campos magnéticos, los magnetares son bastante impredecibles», explica Fong. «En este caso, se cree que las FRB provienen de las llamaradas de una magnetar joven. Las estrellas masivas pasan por la evolución estelar y se convierten en estrellas de neutrones, algunas de las cuales pueden magnetizarse fuertemente, lo que lleva a llamaradas y procesos magnéticos en sus superficies, que pueden emitir luz de radio. Nuestro estudio encaja con esa imagen y descarta a los progenitores muy jóvenes o muy viejos de las FRB», añade. Las observaciones también ayudaron a los investigadores a fortalecer la asociación de los estallidos con galaxias masivas en formación de estrellas.

Aunque los resultados son emocionantes, los investigadores dicen que necesitan más observaciones para conocer mejor estos destellos enigmáticos y localizar su origen con más precisión. «Encontrar estos eventos es una pieza importante del rompecabezas, y una pieza única en comparación con lo que se ha hecho antes. Esta es una contribución única del Hubble», dice Fong.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio

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