Crece el misterio de las ráfagas extragalácticas de radio
Las ráfagas rápidas de radio (FRBs) traen de cabeza a los astrónomos. Según se suceden los descubrimientos, se obtiene más información sobre ellas. Pero su origen sigue siendo un enigma.
El punto del que procede la ráfaga FRB180916 en una galaxia espiral. / GEMINI / AURA
Las ráfagas rápidas de radio (FRBs) traen de cabeza a los astrónomos. Según se suceden los descubrimientos, se obtiene más información sobre sus características. Pero su origen sigue siendo un enigma.
DESTELLOS BRILLANTES
El descubrimiento de las ráfagas ultrarrápidas de ondas de radio (‘Fast Radio Bursts’ o, simplemente, FRBs) recuerda en muchos aspectos al descubrimiento de los púlsares, uno de los episodios más apasionantes de la historia de la astronomía. Y es que la repetición regular de los pulsos llevó, en ambos casos, a evocar la posibilidad de que fuesen emitidos por algún sistema inteligente extraterrestre. En el caso de los púlsares, las emisiones se relacionaron muy pronto con las estrellas de neutrones. Sin embargo, la determinación del origen de los FRBs está llevando mucho más tiempo.
Recreación de una ráfaga rápida en ondas de radio. / JIVE
El problema trae de cabeza a los astrónomos desde que en 2007 se detectase la primera ráfaga en un archivo de datos recogidos en 2001 por el radiotelescopio de Parkes (Australia). A este descubrimiento siguieron muchos otros hasta 2018, casi todos eran fenómenos esporádicos, pero hubo uno de ellos (el denominado FRB121102) que resultó ser repetitivo. Estas ráfagas o FRBs son destellos en ondas de radio de banda ancha (los primeros fueron detectados en torno a los 1400 MHz), tienen muy corta duración (unos milisegundos) y son muy brillantes: en esos milisegundos pueden radiar tanta energía como el Sol en un día. Las posiciones de las que proceden son puntos muy localizados del espacio, puntos que recientemente se han identificado en galaxias externas para cinco de ellos.
EL PROBLEMA DE LA LOCALIZACIÓN
El estudio de los FRBs se aceleró con la puesta en marcha de un nuevo radiotelescopio en Canadá en el año 2018: el denominado CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). Aunque CHIME se construyó principalmente para llevar a cabo estudios de cosmología, pronto se reveló como una herramienta muy idónea para, utilizando la banda ancha de sus receptores, detectar nuevos FRBs. Poco tiempo después de su puesta en marcha, ya había detectado numerosas ráfagas FRBs (se conocen hoy más de 100). Y lo que es más importante, ya en 2018 detectó 8 nuevos destellos repetitivos que venían a sumarse a FRB121102.
Vemos pues que los FRBs pueden clasificarse en esporádicos, que solo se han dado una vez, y repetitivos: los que han producido varios destellos procedentes exactamente del mismo lugar en el espacio. Aún no sabemos si los FRBs esporádicos tienen el mismo origen que los repetitivos.
La Red Europea de VLBI EVN. EVN/JIVE/P. BOVEN
El mayor problema para el estudio de los FRBs es que su posición se suele conocer con muy poca precisión (algo inherente a las observaciones clásicas de ondas de radio). Así que no es posible identificar en el cielo de qué lugar preciso procede, de qué estrella o galaxia. El FRB es tan rápido que no da tiempo a rastrear la zona en la que se originó con otro telescopio más preciso, por ejemplo, una red de telescopios como la Red Europea de VLBI (EVN). Así pues, del centenar de FRBs que se conocen, tan solo se ha podido establecer su origen en galaxias concretas para cuatro de ellos, la estadística es realmente pobre.
AUMENTA LA DIVERSIDAD
Los tres primeros esporádicos que se detectaron proceden de galaxias muy lejanas (a distancias de más de 50.000 millones de años luz) y masivas con poca formación estelar, mientras que FRB121102 procede de una pequeña galaxia enana con un núcleo activo y gran actividad en formación de estrellas. Ello llevó a pensar que quizás los FRBs esporádicos procedían de eventos catastróficos en galaxias muy masivas y lejanas, mientras que los repetitivos podían proceder de otro tipo de astro en galaxias con formación estelar. Sin embargo, un nuevo descubrimiento ha venido a echar por tierra esta (precaria) clasificación.
El astrofísico español Benito Marcote, trabajando en el Instituto Conjunto Europeo para VLBI (JIVE) en los Países Bajos, ha coordinado al equipo de astrónomos que ha estudiado con mucho detalle uno de los pulsos repetitivos detectados con CHIME: el denominado FRB180916.
Localización de FRB180916 en su galaxia espiral. / MARCOTE ET AL. / NATURE
Tal y como informó puntualmente El Mundo, Marcote utilizó la Red Europea de VLBI (EVN, red en la que participa el radiotelescopio de IGN en Yebes) para medir con mucha precisión la posición del punto del que surgen las ráfagas. Después, con el gran telescopio GEMINI Norte emplazado en Hawái, se identificó que este punto está ubicado en una región de formación de estrellas de una galaxia espiral a tan solo 500 millones de años luz de distancia. Esta galaxia no se parece pues ni a las tres galaxias que albergan los FRBs esporádicos identificados hasta la fecha, ni a la irregular enana en la que se origina el repetitivo FRB121102. Por tanto, Marcote concluye que los FRBs repetitivos pueden tener características diversas y originarse en galaxias de diferentes tipos. Los resultados de Marcote y colaboradores se publicaron recientemente en la revista Nature.
MÚLTIPLES TEORÍAS
Entre tanto CHIME sigue detectando más y más FRBs de todos los tipos. En una nueva publicación el equipo canadiense acaba de anunciar que ha detectado otros nueve FRBs repetitivos en el año 2019, por lo que ya disponemos de un total de dieciocho para poder intentar localizar su origen preciso. Y lo que es más impresionante, en una nota a pie de la página 3 en este manuscrito, los autores anuncian la publicación inminente de un catálogo de 700 FRBs esporádicos. Con tal conjunto de observaciones, y con la utilización de observaciones de VLBI para medir la posición precisa de algunos de los FRBs, se comienzan a tener datos suficientes para discriminar entre las teorías que tratan de explicar el origen de estos fenómenos tan misteriosos.
Recreación de un FRB repetitivo creado en un sistema estelar masivo.
Para los FRBs esporádicos, las teorías que cuentan con mayor aceptación son las que se refieren a un gran cataclismo, como la colisión de dos objetos extremadamente densos, estrellas de neutrones o agujeros negros. Para los recurrentes, se piensa en fenómenos de inestabilidad en objetos igualmente masivos, quizás también en parejas. Tampoco se excluye hoy que muchos de los considerados esporádicos pudiesen ser realmente recurrentes, pero que no se hayan detectado otras ráfagas en ellos por falta de sensibilidad en las observaciones.
El caso es que la incertidumbre es enorme y el número de teorías que intentan explicar el origen de los FRBs sigue multiplicándose. Un artículo reciente, que puede consultarse aquí, se actualiza continuamente con un resumen de todas estas teorías. Incluso hay una página wiki donde están catalogadas.
Con tal variedad de teorías físicas donde elegir, la hipótesis de unos pequeños hombrecillos verdes lanzando tales ráfagas parece superflua, al menos por el momento…
