Una de las raras y breves ráfagas de ondas de radio cósmicas que han desconcertado a los astrónomos desde que fueron detectadas por primera vez hace casi 10 años finalmente se ha relacionado con una fuente:una galaxia enana más antigua a más de 3 mil millones de años luz de la Tierra.

Ráfagas de radio rápidas, que parpadean solo unos milisegundos, creó un gran revuelo entre los astrónomos porque parecían provenir de fuera de nuestra galaxia, lo que significa que tendrían que ser muy poderosos para ser vistos desde la Tierra, y porque ninguno de los primeros observados se volvió a ver.

Se descubrió una ráfaga repetida en 2012, sin embargo, brindando una oportunidad para que un equipo de investigadores monitoree repetidamente su área del cielo con el Karl Jansky Very Large Array en Nuevo México y la antena parabólica de Arecibo en Puerto Rico, con la esperanza de localizar su ubicación.

Gracias al desarrollo de un software de registro de datos de alta velocidad y análisis de datos en tiempo real por la Universidad de California, Berkeley, astrónomo, el VLA el año pasado detectó un total de nueve ráfagas durante un período de un mes, suficiente para ubicarlo en una décima de segundo de arco. Después, Los arreglos de interferómetros de radio europeos y estadounidenses más grandes lo ubicaron dentro de una centésima de segundo de arco, dentro de una región de unos 100 años luz de diámetro.

Las imágenes profundas de esa región obtenidas por el Telescopio Gemini North en Hawai revelaron una galaxia enana ópticamente tenue que el VLA descubrió posteriormente que también emite continuamente ondas de radio de bajo nivel. típico de una galaxia con un núcleo activo tal vez indicativo de un agujero negro supermasivo central. La galaxia tiene una baja abundancia de elementos distintos del hidrógeno y el helio, sugerente de una galaxia que se formó durante la edad media del universo.

El origen de una ráfaga de radio rápida en este tipo de galaxia enana sugiere una conexión con otros eventos energéticos que ocurren en galaxias enanas similares, dijo el coautor y astrónomo de UC Berkeley Casey Law, que dirigió el desarrollo del sistema de adquisición de datos y creó el software de análisis para buscar ráfagas únicas.

Estrellas explosivas extremadamente brillantes, llamadas supernovas superluminosas, y estallidos largos de rayos gamma también ocurren en este tipo de galaxia, El lo notó, y se hipotetiza que ambos se asocian con estrellas de neutrones altamente magnéticas y de rápida rotación llamadas magnetares. Las estrellas de neutrones son densas objetos compactos creados en explosiones de supernovas, visto principalmente como púlsares, porque emiten pulsos de radio periódicos a medida que giran.

"Todos estos hilos apuntan a la idea de que en este entorno, algo genera estos magnetares, "Dijo Law." Podría ser creado por una supernova superluminosa o un largo estallido de rayos gamma, y luego más tarde, a medida que evoluciona y su rotación se ralentiza un poco, produce estas ráfagas de radio rápidas, así como una emisión de radio continua alimentada por ese spindown. Más tarde en la vida se parece a los magnetares que vemos en nuestra galaxia, que tienen campos magnéticos extremadamente fuertes pero giran más como púlsares ordinarios ".

En esa interpretación, él dijo, Las ráfagas rápidas de radio son como las rabietas de un niño pequeño.

Esta es solo una teoría, sin embargo. Hay muchos otros, aunque los nuevos datos descartan varias explicaciones sugeridas para el origen de estas ráfagas.

"Somos los primeros en mostrar que esto es un fenómeno cosmológico. No es algo en nuestro patio trasero. Y somos los primeros en ver dónde está sucediendo esto, en esta pequeña galaxia, lo que creo que es una sorpresa, ", Dijo Law." Ahora nuestro objetivo es averiguar por qué sucede eso ".

Ley, El líder del equipo Shami Chatterjee de la Universidad de Cornell y otros astrónomos del equipo presentarán sus hallazgos hoy en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Grapevine. Texas, en la revista científica Naturaleza , y en dos documentos complementarios que aparecerán en el Cartas de revistas astrofísicas .

Buscando transitorios

Las ráfagas de radio rápidas son muy energéticas, aunque no lo suficientemente enérgicas como para volar una estrella en pedazos, y de muy corta duración. que dura de uno a cinco milisegundos. Estas ráfagas de ondas de radio siguen siendo un misterio desde que la primera fue descubierta en 2007 por investigadores que registraron datos archivados del radiotelescopio Parkes de Australia en busca de nuevos púlsares. La explosión que encontraron ocurrió en 2001.

Ahora hay 18 ráfagas de radio rápidas conocidas, todos descubiertos utilizando radiotelescopios de plato único que no pueden señalar la ubicación del objeto con suficiente precisión para permitir que otros observatorios identifiquen su entorno anfitrión o lo encuentren en otras longitudes de onda. La primera y única ráfaga repetida conocida, llamado FRB 121102, fue descubierto en la constelación de Auriga en noviembre de 2012 en el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, y se ha repetido en numerosas ocasiones.

Law ha estado trabajando durante los últimos años en métodos para encontrar rápidamente ráfagas de radio transitorias como estas, que requieren la recopilación de aproximadamente un terabyte de datos cada hora. En el VLA, Actualmente utiliza 24 unidades de procesamiento central de computadoras (CPU) en paralelo, tanto para registrar como para buscar los datos en busca de breves ráfagas de radio.

"El tema general, primero con el Allen Telescope Array y ahora con el VLA, es utilizar estos interferómetros como cámaras de alta velocidad, tomando la capacidad de imágenes sensibles del telescopio, aumentar la velocidad de datos y mejorar nuestros algoritmos para obtener acceso a estos transitorios de escala de tiempo de milisegundos, "Realmente nos esforzamos mucho para capturar este flujo de datos de terabytes por hora de manera confiable y configuramos una plataforma en tiempo real para extraer estas ráfagas rápidas muy débiles de ese flujo de datos masivo".

La primera ráfaga se encontró en los datos solo unas horas después de que se registrara el 23 de agosto. Dijo Law.

"Observamos durante unas 40 horas el año pasado y no vimos nada, ", dijo." Luego, comenzamos una nueva campaña en el otoño de 2016, y en nuestra primera observación vimos uno. Luego observamos durante otras 40 horas más o menos y vimos ocho ráfagas más. Así que esta cosa se encendió de repente ".

Law espera pronto cambiar a 64 GPU dedicadas y más potentes (unidades de procesamiento de gráficos) para que sea posible el análisis en tiempo real.

Si bien Law tiene su hipótesis favorita sobre el origen de las ráfagas de radio rápidas, una magnetar rodeada por material expulsado por una explosión de supernova o material expulsado por un púlsar resultante, existen otras posibilidades. Una alternativa es el núcleo activo de la galaxia, con emisión de radio proveniente de chorros de material emitidos desde la región que rodea un agujero negro supermasivo. La fuente de la ráfaga de radio rápida está dentro de los 100 años luz de las continuas emisiones de radio del núcleo de la galaxia, sugiriendo que son iguales o están físicamente asociados entre sí.

"Al encontrar la galaxia anfitriona de este FRB, y su distancia, es un gran paso adelante, pero aún nos queda mucho por hacer antes de comprender completamente qué son estas cosas, "Dijo Chatterjee.

Otros miembros del equipo son el Observatorio Nacional de Radioastronomía, una instalación de la National Science Foundation operada bajo un acuerdo cooperativo por universidades asociadas, C ª.; Universidad de West Virginia; Universidad McGill en Montreal, Canadá; y el Instituto Neerlandés de Radioastronomía.