Ráfagas de radio rápidas, o FRB:potentes, Las ondas de radio de milisegundos de duración provenientes del espacio profundo fuera de la Vía Láctea se encuentran entre los fenómenos astronómicos más misteriosos jamás observados. Dado que los FRB se descubrieron por primera vez en 2007, Los astrónomos de todo el mundo han utilizado radiotelescopios para rastrear las ráfagas y buscar pistas sobre de dónde vienen y cómo se producen.

El astrofísico de la UNLV Bing Zhang y colaboradores internacionales observaron recientemente algunas de estas misteriosas fuentes, lo que condujo a una serie de descubrimientos importantes publicados en la revista Nature que finalmente pueden arrojar luz sobre el mecanismo físico de los FRB.

El primer papel de la que Zhang es autor correspondiente y teórico destacado, fue publicado en la edición del 28 de octubre de Naturaleza .

"Hay dos preguntas principales sobre el origen de los FRB, "dijo Zhang, cuyo equipo hizo la observación utilizando el telescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST) en Guizhou, Porcelana. "El primero es cuáles son los motores de los FRB y el segundo es cuál es el mecanismo para producir los FRB. Encontramos la respuesta a la segunda pregunta en este documento".

Se han propuesto dos teorías en competencia para interpretar el mecanismo de los FRB. Una teoría es que son similares a los estallidos de rayos gamma (GRB), las explosiones más poderosas del universo. La otra teoría los compara más con los púlsares de radio, que son estrellas de neutrones giratorios que emiten brillo, pulsos de radio coherentes. Los modelos similares a GRB predicen un ángulo de polarización no variable dentro de cada ráfaga, mientras que los modelos similares a púlsar predicen variaciones del ángulo de polarización.

El equipo usó FAST para observar una fuente de FRB repetida y descubrió 11 ráfagas de ella. Asombrosamente, siete de las 11 ráfagas brillantes mostraron diversos cambios de ángulo de polarización durante cada ráfaga. Los ángulos de polarización no solo variaban en cada ráfaga, los patrones de variación también fueron diversos entre ráfagas.

"Nuestras observaciones esencialmente descartan los modelos similares a GRB y ofrecen apoyo a los modelos similares a púlsares, "dijo K.-J. Lee del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica, Universidad de Peking, y autor correspondiente del artículo.

Otros cuatro artículos sobre FRB se publicaron en Nature el 4 de noviembre. Estos incluyen múltiples artículos de investigación publicados por el equipo FAST dirigido por Zhang y colaboradores de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China y la Universidad de Pekín. Los investigadores afiliados al Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME) y al grupo Encuesta para Emisiones de Radio Astronómicas Transitorias 2 (STARE2) también se asociaron en las publicaciones.

"Al igual que el primer documento, avanzó nuestra comprensión del mecanismo detrás de los FRB, estos papeles resolvieron el desafío de su misterioso origen, "explicó Zhang.

Los magnetares son increíblemente densos, estrellas de neutrones del tamaño de una ciudad que poseen los campos magnéticos más poderosos del universo. Los magnetares ocasionalmente producen rayos X cortos o estallidos suaves de rayos gamma a través de la disipación de campos magnéticos. por lo que se ha especulado durante mucho tiempo como fuentes plausibles para alimentar FRB durante ráfagas de alta energía.

La primera evidencia concluyente de esto llegó el 28 de abril de 2020, cuando se detectó una ráfaga de radio extremadamente brillante desde una magnetar ubicada en nuestro patio trasero, a una distancia de aproximadamente 30, 000 años luz de la Tierra en la Vía Láctea. Como se esperaba, el FRB se asoció con un estallido de rayos X brillante.

"Ahora sabemos que los objetos más magnetizados del universo, los llamados magnetares, puede producir al menos algunos o posiblemente todos los FRB en el universo, "dijo Zhang.

El evento fue detectado por CHIME y STARE2, dos conjuntos de telescopios con muchos radiotelescopios pequeños que son adecuados para detectar eventos brillantes en una gran área del cielo.

El equipo de Zhang ha estado usando FAST para observar la fuente del magnetar durante algún tiempo. Desafortunadamente, cuando ocurrió el FRB, FAST no estaba mirando la fuente. Sin embargo, FAST hizo algunos descubrimientos intrigantes de "no detección" y los informó en uno de los informes del 4 de noviembre. Naturaleza artículos. Durante la campaña de observación FAST, Hubo otras 29 ráfagas de rayos X emitidas por el magnetar. Sin embargo, ninguna de estas ráfagas estuvo acompañada de una ráfaga de radio.

"Nuestras no detecciones y las detecciones de los equipos de CHIME y STARE2 delinean una imagen completa de las asociaciones FRB-magnetar, "Dijo Zhang.

Para ponerlo todo en perspectiva Zhang también trabajó con Nature para publicar una revisión de un solo autor de los diversos descubrimientos y sus implicaciones para el campo de la astronomía.

"Gracias a los recientes avances en la observación, las teorías de FRB finalmente se pueden revisar críticamente, ", dijo Zhang." Los mecanismos de producción de FRB se han reducido en gran medida. Todavía, quedan muchas preguntas abiertas. Este será un campo emocionante en los próximos años ".