Representación artística facilitada por el Instituto de Astrofísica de Canarias de un magnetar rodeado por la nebulosa responsable de la emisión radio asociada a algunas ráfagas rápidas de radio
Investigadores españoles revelan el origen de uno de los eventos cósmicos más poderosos y desconocidos
Este nuevo estudio ha registrado la emisión de radio persistente más débil detectada hasta ahora para una FRB.
Un equipo internacional de astrónomos, con participación española, ha identificado que una burbuja de plasma es el origen de la emisión persistente observada en algunas de las denominadas ráfagas rápidas de radio, uno de los eventos cósmicos más energéticos y desconocidos del universo.
Descubiertas hace poco más de una década, las ráfagas rápidas de radio (FRBs, por sus siglas en inglés) emiten pulsos que duran milisegundos y que liberan una cantidad inmensa de energía en el rango de las ondas de radio, lo que las convierte en uno de los fenómenos más energéticos observados hasta la fecha.
Sin embargo, los procesos físicos que las originan aún son desconocidos y representan una de las preguntas abiertas más fascinantes actualmente en la astrofísica moderna, según ha explicado este miércoles el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), que precisa que en algunos casos, el breve destello de una FRB se acompaña de una emisión persistente de radio más débil.
Ahora, un equipo internacional, liderado por el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF) y con la participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha demostrado que esta radiación persistente se origina en una burbuja de plasma, proporcionando nueva información sobre la naturaleza de estos misteriosos fenómenos cósmicos.
Este nuevo estudio, en el que también ha participado un equipo internacional de institutos de investigación y universidades de Italia, China, Estados Unidos, España y Alemania, ha registrado la emisión de radio persistente más débil detectada hasta ahora para una FRB.
Se trata de FRB20201124A, una ráfaga rápida de radio cuya fuente está ubicada en una galaxia a unos 1.300 millones de años luz de distancia de la Tierra.
Las primeras observaciones se realizaron con el radiotelescopio Very Large Array (VLA) en los Estados Unidos y los datos permitieron al equipo científico verificar la predicción teórica de que una burbuja de plasma está en el origen de la emisión de radio persistente de las ráfagas rápidas de radio.
«Fuimos capaces de demostrar a través de observaciones que la emisión persistente detectada en algunas ráfagas rápidas de radio se comporta como se espera del modelo de emisión nebular, es decir, una 'burbuja' de gas ionizado que rodea el motor central que genera el FRB», explica Gabriele Bruni, investigador del INAF en Roma y autor principal del nuevo artículo.
«En particular, a través de observaciones de radio de FRB20201124A, una de las ráfagas que se han producido más cerca de la Tierra, pudimos medir la débil emisión persistente proveniente del mismo lugar que la FRB», añade el investigador.
Se da la peculiaridad que FRB 20201124A es un evento recurrente, algo poco común, ya que solo alrededor del 10 % de las cerca de 800 ráfagas rápidas de radio conocidas repiten, añade el IAC, que indica que fue detectado por primera vez en noviembre de 2020 y en marzo de 2021 se registraron nuevamente ráfagas rápidas de radio provenientes de la misma región del cielo.
«Gracias a este hecho ha sido posible determinar su posición dentro de la galaxia anfitriona con una incertidumbre de unos pocos milisegundos de arco», explica Ángela Gardini, investigadora del IAA-CSIC y una de las coautoras del trabajo.
«Su localización precisa y su cercanía, relativamente pequeña con respecto a otros FRB, lo convirtieron en un objetivo ideal para estudiar las condiciones físicas de su entorno», prosigue la investigadora.
En un trabajo previo los investigadores habían identificado la emisión persistente en la galaxia anfitriona de esta FRB pero no habían podido medir la posición de la ráfaga con la precisión suficiente para asociar ambos fenómenos.
Para este nuevo trabajo, el equipo ha llevado a cabo una campaña de observación en diferentes bandas que ha resultado crucial para separar la fuente compacta de la débil emisión difusa.
En concreto, resultaron determinantes las observaciones realizadas con el interferómetro NOEMA, situado en Plateau de Bure, en los Alpes franceses, y el instrumento MEGARA del Gran Telescopio Canarias (Grantecan), ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.
