Los astrónomos han encontrado solo el segundo ejemplo de una ráfaga de radio rápida repetitiva (FRB) altamente activa con una fuente compacta de emisión de radio más débil pero persistente entre ráfagas. El descubrimiento plantea nuevas preguntas sobre la naturaleza de estos misteriosos objetos y también sobre su utilidad como herramientas para estudiar la naturaleza del espacio intergaláctico. Los científicos utilizaron el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la Fundación Nacional de Ciencias y otros telescopios para estudiar el objeto, descubierto por primera vez en 2019.

El objeto, llamado FRB 190520, fue encontrado por el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST) en China. Un estallido del objeto ocurrió el 20 de mayo de 2019 y se encontró en los datos de ese telescopio en noviembre de ese año. Las observaciones de seguimiento con FAST mostraron que, a diferencia de muchos otros FRB, emite ráfagas frecuentes y repetitivas de ondas de radio.

Las observaciones con el VLA en 2020 identificaron la ubicación del objeto, y eso permitió que las observaciones de luz visible con el telescopio Subaru en Hawái mostraran que se encuentra en las afueras de una galaxia enana a casi 3 mil millones de años luz de la Tierra. Las observaciones del VLA también encontraron que el objeto emite constantemente ondas de radio más débiles entre ráfagas.

"Estas características hacen que este se parezca mucho al primer FRB cuya posición fue determinada, también por el VLA, en 2016", dijo Casey Law, de Caltech. Ese desarrollo fue un gran avance, ya que proporcionó la primera información sobre el entorno y la distancia de un FRB. Sin embargo, su combinación de ráfagas repetidas y emisiones de radio persistentes entre ráfagas, provenientes de una región compacta, hizo que el objeto de 2016, llamado FRB 121102, fuera diferente de todos los demás FRB conocidos hasta ahora.

"Ahora tenemos dos como este, y eso plantea algunas preguntas importantes", dijo Law. Law es parte de un equipo internacional de astrónomos que informan sobre sus hallazgos en la revista Nature .

Las diferencias entre FRB 190520 y FRB 121102 y todos los demás fortalecen la posibilidad sugerida anteriormente de que puede haber dos tipos diferentes de FRB.

"¿Son los que repiten diferentes de los que no lo hacen? ¿Qué pasa con la emisión de radio persistente? ¿Es eso común?" dijo Kshitij Aggarwal, estudiante de posgrado de la Universidad de West Virginia (WVU).

Los astrónomos sugieren que puede haber dos mecanismos diferentes que producen FRB o que los objetos que los producen pueden actuar de manera diferente en diferentes etapas de su evolución. Los principales candidatos para las fuentes de FRB son las estrellas de neutrones súper densas que quedan después de que una estrella masiva explota como supernova, o las estrellas de neutrones con campos magnéticos ultrafuertes, llamadas magnetares.

Una característica de FRB 190520 pone en duda la utilidad de los FRB como herramientas para estudiar el material entre ellos y la Tierra. Los astrónomos a menudo analizan los efectos del material intermedio en las ondas de radio emitidas por objetos distantes para aprender sobre ese material tenue en sí. Uno de esos efectos ocurre cuando las ondas de radio pasan a través del espacio que contiene electrones libres. En ese caso, las ondas de mayor frecuencia viajan más rápido que las ondas de menor frecuencia.

Este efecto, llamado dispersión, puede medirse para determinar la densidad de electrones en el espacio entre el objeto y la Tierra o, si se conoce o supone la densidad de electrones, proporcionar una estimación aproximada de la distancia al objeto. El efecto a menudo se usa para hacer estimaciones de distancia a los púlsares.

Eso no funcionó para FRB 190520. Una medición independiente de la distancia basada en el cambio Doppler de la luz de la galaxia causado por la expansión del Universo colocó a la galaxia a casi 3 mil millones de años luz de la Tierra. Sin embargo, la señal del estallido muestra una cantidad de dispersión que normalmente indicaría una distancia de aproximadamente 8 a 9500 millones de años luz.

"Esto significa que hay mucho material cerca del FRB que confundiría cualquier intento de usarlo para medir el gas entre galaxias", dijo Aggarwal. "Si ese es el caso con otros, entonces no podemos contar con el uso de FRB como varas de medir cósmicas", agregó.

Los astrónomos especularon que FRB 190520 podría ser un "recién nacido", todavía rodeado de material denso expulsado por la explosión de la supernova que dejó atrás a la estrella de neutrones. A medida que ese material finalmente se disipa, la dispersión de las señales de ráfaga también disminuiría. En el escenario "recién nacido", dijeron, las ráfagas repetitivas también podrían ser una característica de los FRB más jóvenes y disminuir con la edad.

"El campo FRB se está moviendo muy rápido en este momento y surgen nuevos descubrimientos mensualmente. Sin embargo, aún quedan grandes preguntas, y este objeto nos está dando pistas desafiantes sobre esas preguntas", dijo Sarah Burke-Spolaor, de WVU. + Explora más

Fuente de radio persistente QRS121102 investigada en detalle