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    Se aclara la naturaleza de las ráfagas de radio rápidas

    los platos Westerbork (izquierda) detectaron un periódico, ráfaga de radio rápida y corta en el azul, cielo de radio de alta frecuencia. Pasó el tiempo las estrellas fijas del fondo se convirtieron en senderos. Solo mucho más tarde la misma fuente emitió en rojo, cielo de radio de baja frecuencia. El telescopio LOFAR (derecha) ahora los detectó por primera vez. Este comportamiento cromático muestra que las ráfagas no son bloqueadas periódicamente por vientos estelares binarios. Crédito:Joeri van Leeuwen

    Al conectar dos de los radiotelescopios más grandes del mundo, Los astrónomos han descubierto que, después de todo, un simple viento binario no puede causar la desconcertante periodicidad de una ráfaga de radio rápida. Las ráfagas pueden provenir de un altamente magnetizado, estrella de neutrones aislada. Las detecciones de radio también muestran que ráfagas de radio rápidas, algunos de los eventos más energéticos del universo, están libres de material envolvente. Esa transparencia aumenta aún más su importancia para la cosmología. Los resultados aparecen en Naturaleza esta semana.

    Colores de radio

    El uso de "colores de radio" condujo al gran avance. En luz óptica, los colores son cómo el ojo distingue cada longitud de onda. Nuestro arco iris va de luz óptica azul de longitud de onda más corta, a luz óptica roja de longitud de onda más larga. Pero la radiación electromagnética que el ojo humano no puede ver, porque la longitud de onda es demasiado larga o corta, es igualmente real. Los astrónomos llaman a esto "luz ultravioleta" o "luz de radio". La luz de radio extiende el arco iris más allá del borde rojo que vemos. El arcoíris de radio en sí también pasa de "más azul, "radio de longitud de onda corta a radio" más roja "de longitud de onda larga. Las longitudes de onda de radio son un millón de veces más largas que las longitudes de onda del azul y el rojo ópticos, pero fundamentalmente son sólo "colores":colores de radio.

    El equipo de astrónomos ha estudiado ahora una ráfaga de radio rápida en dos longitudes de onda de radio:una más azul, uno mucho más rojo, al mismo tiempo. ráfagas de radio rápidas son algunos de los destellos más brillantes en el cielo de la radio, pero emiten fuera de nuestra visión humana. Solo duran alrededor de 1/1000 de segundo. La energía requerida para formar ráfagas de radio rápidas debe ser excesivamente alta. Todavía, se desconoce su naturaleza exacta. Algunas ráfagas de radio rápidas se repiten, y en el caso de FRB 20180916B, esa repetición es periódica. Esta periodicidad llevó a una serie de modelos en los que las ráfagas de radio rápidas provienen de un par de estrellas que orbitan entre sí. La órbita binaria y el viento estelar crean la periodicidad. "Se esperaba que los fuertes vientos estelares del compañero de la fuente de ráfagas de radio rápidas dejaran que la mayoría de los azules, la luz de radio de longitud de onda corta escapa del sistema. Pero la radio de longitud de onda larga más roja debería bloquearse más, o incluso completamente, "dice Inés Pastor-Marazuela (Universidad de Amsterdam y ASTRON), el primer autor de la publicación.

    Combinando Westerbork y LOFAR

    Para probar este modelo, el equipo de astrónomos combinó el LOFAR y los telescopios Westerbork renovados. De este modo, podrían estudiar simultáneamente FRB 20180916B en dos colores de radio. Westerbork miró la longitud de onda más azul de 21 centímetros, LOFAR observó el mucho más rojo, Longitud de onda de 3 metros. Ambos telescopios grabaron películas de radio con miles de fotogramas por segundo. Una supercomputadora de aprendizaje automático muy rápida detectó ráfagas rápidamente. "Una vez que analizamos los datos, y comparó los dos colores de la radio, quedamos muy sorprendidos, "dice Pastor-Marazuela." Los modelos de viento binario existentes predijeron que las ráfagas deberían brillar solo en azul, o al menos durar mucho más allí. Pero vimos dos días más azules ráfagas de radio, seguidos de tres días de ráfagas de radio más rojas. Descartamos los modelos originales ahora, algo más debe estar sucediendo ".

    Las detecciones rápidas de ráfagas de radio fueron las primeras con LOFAR. No se había visto ninguno en longitudes de onda superiores a 1 metro hasta ese momento. El Dr. Yogesh Maan de ASTRON vio por primera vez las ráfagas de LOFAR:"Fue emocionante descubrir que las ráfagas de radio rápidas brillan en longitudes de onda tan largas. Después de analizar inmensas cantidades de datos, Me costó creerlo al principio, a pesar de que la detección fue convincente. Pronto, llegaron aún más ráfagas ". Este descubrimiento es importante porque significa que el rojo, La emisión de radio de longitud de onda larga puede escapar del entorno alrededor de la fuente de la ráfaga de radio rápida. "El hecho de que algunas ráfagas de radio rápidas vivan en entornos limpios, relativamente despejado por ninguna densa niebla de electrones en la galaxia anfitriona, es muy emocionante, ", dice el coautor Dr. Liam Connor (U. Amsterdam / ASTRON)." Tales ráfagas de radio tan rápidas y desnudas nos permitirán cazar la elusiva materia bariónica que permanece desaparecida en el universo ".

    Magnetares

    El telescopio LOFAR y el sistema Apertif en Westerbork son formidables por derecho propio, pero los avances fueron posibles porque el equipo conectó directamente los dos, como si fueran uno. "Creamos un sistema de aprendizaje automático en tiempo real en Westerbork que alertaba a LOFAR cada vez que se producía una ráfaga, "dice el investigador principal, el Dr. Joeri van Leeuwen (ASTRON / U. Amsterdam), "Pero no se observaron ráfagas LOFAR simultáneas. Primero, pensamos que una neblina alrededor de las ráfagas rápidas de radio estaba bloqueando todas las ráfagas más rojas, pero sorprendentemente, una vez que las explosiones más azules se detuvieron, después de todo aparecieron ráfagas más rojas. Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que se descartaban los modelos de viento binarios simples. las ráfagas de radio rápidas están desnudas, y podría ser hecho por magnetares ".

    Tales magnetares son estrellas de neutrones, de una densidad mucho más alta que el plomo, que también son altamente magnéticos. Sus campos magnéticos son muchas veces más fuertes que el imán más fuerte de cualquier laboratorio terrestre. "Un aislado, magnetar que gira lentamente explica mejor el comportamiento que descubrimos, ", dice Pastor-Marazuela." Se siente muy parecido a ser un detective:nuestras observaciones han reducido considerablemente qué modelos de ráfagas de radio rápidas pueden funcionar ".


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