Los astrónomos han pasado los últimos doce años buscando ráfagas de radio rápidas (FRB):destellos de ondas de radio que provienen del espacio exterior y duran solo milisegundos. Y después de una docena de años de trabajo, todavía no sabemos exactamente qué las causa, solo que debe ser algo muy poderoso, ya que claramente han viajado un largo camino (miles de millones de años luz).

Los FRB son difíciles de estudiar porque son impredecibles, difícil de detectar, y cuando encuentra uno, necesita un tipo especial de telescopio para obtener la resolución correcta para determinar de qué galaxia proviene.

La mayoría de los FRB aparecen solo una vez, aunque un par de por ciento de ellos son "repetidores" que reaparecen en el mismo lugar en el cielo (aunque no en un patrón regular).

En una investigación publicada esta semana en línea en Ciencias , logramos ubicar la galaxia de origen de un FRB único, la primera vez que alguien ha hecho esto. En 2017, otro equipo determinó la galaxia de origen de un repetidor, pero ese es un trabajo (relativamente) fácil:se repite, para que tengas la oportunidad de apuntar con otros telescopios a ese punto del cielo. Nuestro desafío fue mucho más difícil.

Nuestro FRB se llama 180924. Determinamos que se originó en una galaxia con el pegadizo nombre de DES J214425.25–405400.81, que está a unos 4 mil millones de años luz de distancia en la constelación de Grus (la grulla).

Entonces, ¿cómo lo hicimos?

Durante algunos años hemos estado usando el telescopio más nuevo de CSIRO, el Pathfinder de matriz de kilómetros cuadrados de Australia (ASKAP), para encontrar bastantes ráfagas de radio rápidas.

Pero en los últimos meses hemos estado configurando nuestra nueva aplicación asesina, una "repetición de acción en vivo" que nos permitiría localizar un FRB por primera vez.

Uno de nosotros (Shivani) estaba trabajando hasta tarde una noche, estudiar un FRB previamente descubierto y también monitorear las observaciones ASKAP en curso. Alrededor de la 1 de la madrugada, notó que el software de ASKAP había dejado de funcionar, y ASKAP no registraba ningún dato. Reinició el software y se dirigió a la cama.

A la mañana siguiente, Shivani se despertó, revisó su bandeja de entrada, y vio que ASKAP le había enviado un mensaje encantador:¡había encontrado un FRB!

Pero significaba más que eso:sabíamos que nuestra nueva repetición de acción en vivo había funcionado, y finalmente podríamos descubrir el hogar de este FRB.

Keith también vio el mensaje de ASKAP, y corrió animando por su casa, despertando a sus hijos (que estaban tan contentos como él, habiendo vivido la búsqueda de FRB de su padre desde el primer día).

Luego siguió un frenesí de procesamiento de datos de diez días, codificación, comprobación y doble comprobación. Nos detendríamos en nada menos que el nombre, dirección y número de teléfono de esta ráfaga.

Dividimos nuestro equipo en dos grupos que trabajaban de forma independiente. Cuando llegó el momento de la verificación final, pusimos dos imágenes una encima de la otra y estuvieron de acuerdo. Los dos grupos habían localizado este FRB exactamente en la misma parte del cielo. Habíamos determinado su posición dentro del tamaño de una galaxia. Si hubiera una galaxia ahí conoceríamos la casa del FRB.

Hogar dulce hogar

Buscamos en un archivo de imágenes ópticas y rápidamente encontramos una galaxia en el lugar correcto. Luego notificamos a nuestros colaboradores en todo el mundo, que había estado esperando para disparar telescopios cuando les dimos una galaxia para mirar.

Utilizaron tres de los telescopios ópticos más grandes del mundo:Keck, Géminis Sur, y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral, para hacer una imagen detallada de la galaxia y tomar espectros (que nos dan su distancia).

Cuando llegaron los datos, todo fue una sorpresa. La única otra galaxia "local" con la que tuvimos que compararla fue la repetidora. La galaxia de nuestro FRB era 1, 000 veces más grande, y contenía estrellas mucho más antiguas.

Y lo que es más, nuestro FRB no vino del centro de la galaxia, como esperaban algunos astrónomos, pero de sus afueras (o al menos de sus suburbios). Por lo menos, esto significa que nuestro FRB no fue producido por un gigantesco agujero negro en el centro de la galaxia (una de las muchas ideas que se ofrecen).

Incluso con solo una muestra de dos, podemos decir que los FRB tienen diversas galaxias caseras.

Una mina de oro cosmológica

Y lo que es más, ahora podemos señalar de dónde vienen las ráfagas y podemos usarlas como herramientas.

Los FRB interactúan con la materia mientras viajan por el espacio y son alterados por todos estos encuentros. Podemos "leer" estas alteraciones, combínelos con la procedencia de los FRB, y averiguar la importancia que han conocido.

Esperamos que esto descubra la llamada "materia perdida" por la que los astrónomos han estado preocupados durante años. Esta no es la notoria "materia oscura" (cuya naturaleza no conocemos), pero solo materia bariónica común y corriente que creemos que debería estar en el espacio pero que no hemos podido detectar muy bien. Por fin podremos poner en orden nuestra contabilidad cósmica.

¿Qué hay en la tienda?

La siguiente tarea es localizar muchos FRB para obtener lo suficiente para comprender su evolución cósmica, el tipo de galaxias de las que proceden y, en última instancia, resuelven el misterio de sus orígenes. ¡La diversión acaba de empezar!

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.