Astrónomos captan intrigante y misteriosa señal de radio desde galaxia lejana

A ráfaga de radio rápida descubierto recientemente tiene algunas propiedades únicas que, al mismo tiempoproporcionar a los astrónomos pistas importantes sobre lo que puede estar causando estos misteriosos fenómenos astronómicos. Al mismo tiempo, estos eventos ponen en duda una de las pocas cosas que Los científicos pensaron que sabían sobre estas poderosas erupciones.como mis colegas y yo describimos en un nuevo estudio en Nature el 8 de junio de 2022.

Ráfagas rápidas de radio, o Los FRB son pulsos extremadamente brillantes de ondas de radio que provienen de galaxias distantes. Liberan tanta energía en un milisegundo como el sol hace muchos dias . Investigadores de la Universidad de West Virginia detectaron el primer FRB en 2007, y en los últimos 15 años, los astrónomos han detectado alrededor de 800 FRB, y cada día se descubren más.

Cuando un telescopio captura un FRB, una de las características más importantes que observan los investigadores es algo llamado dispersión. Esta es básicamente una medida de cuán estirada está una FRB cuando llega a la Tierra.

El plasma entre las estrellas y las galaxias hace que toda la luz, incluidas las ondas de radio, se reducir la velocidad, pero las frecuencias más bajas sienten este efecto con más fuerza y ​​se ralentizan más que las frecuencias más altas. Los FRB contienen un rango de frecuencias, por lo que la luz de frecuencia más alta en el estallido golpea la Tierra antes que las frecuencias más bajas, causando dispersión. Esto permite a los investigadores utilizar la dispersión para estimar a qué distancia de la Tierra se originó una FRB. Cuanto más estirada está una FRB, más plasma debe haber pasado la señal, más lejos debe estar la fuente.

La parte superior de este diagrama muestra seis puntos en el brillo de las ondas de radio, que son seis ráfagas de FRB190520. La mitad inferior muestra el rango de frecuencia para cada ráfaga individual. Niu CH, Aggarwal K, Li D et al. , CC POR.

El nuevo FRB que descubrimos mis colegas y yo se llama FRB190520. Lo encontramos usando el Telescopio esférico de 500 metros de aperturaen China. Una cosa interesante sobre FRB190520 es que es uno de los 24 FRB que se repite, y lo hace con mucha más frecuencia que otros, produciendo 75 ráfagas en un lapso de seis meses en 2020.

Además, nuestro equipo utilizó el Very Large Array, un radiotelescopio en Nuevo México para estudiar más a fondo este FRB e identificó con éxito la ubicación de su origen: una galaxia enana a aproximadamente 3 mil millones de años luz de la Tierra. Fue entonces cuando empezamos a darnos cuenta de lo verdaderamente único e importante que es este FRB.

Primero, descubrimos que hay una señal de radio persistente, aunque mucho más débil, emitida por algo del mismo lugar de donde vino FRB190520. De los más de 800 FRB descubiertos hasta la fecha, solo otro tiene una señal de radio persistente similar.

En segundo lugar, dado que pudimos señalar que la FRB provenía de una galaxia enana, pudimos determinar exactamente qué tan lejos está esa galaxia de la Tierra. Pero este resultado no tiene sentido.. Para nuestra sorpresa, la distancia estimada que hicimos utilizando la dispersión FRB fue de 30 mil millones de años luz de la Tierra.una distancia 10 veces mayor que los 3 mil millones de años luz reales de la galaxia.

Los astrónomos solo han podido determinar la ubicación exacta y, por lo tanto, la distancia desde la Tierra de otras 19 fuentes de FRB. Para el resto de los 800 o más FRB conocidos, los astrónomos tienen que confiar solo en la dispersión para estimar su distancia a la Tierra. Por el contrario, para los otros 19 FRB con ubicaciones conocidas, las distancias estimadas desde la dispersión están muy cerca de las distancias reales a sus galaxias de origen. Pero este nuevo FRB muestra que las estimaciones que utilizan la dispersión a veces pueden ser incorrectas, arrojando muchas suposiciones por la ventana.

FRB190520 provino de una pequeña galaxia enana a 3 mil millones de años luz de distancia, marcada por las cruces en el cuadro más grande con la ubicación exacta de la fuente FRB en el círculo de imagen más pequeño. Niu CH, Aggarwal K, Li D et al. , CC POR

astrónomos en este nuevo campo todavía no saben qué produce exactamente los FRBpor lo que cada nuevo descubrimiento o información es importante.

Nuestro nuevo descubrimiento plantea preguntas específicas, incluso si las señales de radio persistentes son comunes, qué condiciones las producen y si el mismo fenómeno que las produce El FRB es responsable de emitir la señal de radio persistente.

Y un gran misterio es por qué la propagación de FRB190520 fue mucho mayor de lo que debería ser. ¿Se debió a algo cerca de la FRB? ¿Estaba relacionado con la fuente de radio persistente? ¿Tiene que ver con la materia de la galaxia de donde proviene este FRB? Todas estas preguntas están sin respuesta.

Mis compañeros se van a centrar en estudiar FRB190520, utilizando un gran número de telescopios diferentes en todo el mundo. Al estudiar la FRB, su galaxia y el entorno espacial que rodea su origen, esperamos encontrar respuestas a muchos de los misterios que reveló.

Más respuestas también vendrán de otros descubrimientos de FRB en los próximos años. Cuantos más astrónomos cataloguen FRB, mayor será la posibilidad de descubrir FRB con propiedades interesantes que puedan ayudar a completar el rompecabezas. estos fascinantes fenómenos astronómicos.

*Investigador Afiliado en Astronomía y Astrofísica en la Universidad de West Virginia.