FRB: Destellos rápidos de radio

¿Has escuchado hablar de los destellos rápidos de radio? Esto que ves en el video es la detección de uno de ellos.

Destello de radio de FRB 121102 convertido de intensidad en ondas de radio a sonido. de ICRAR en Vimeo. Crédito: Andrew Seymour (NAIC, Arecibo) 

En 2007 el astrónomo Duncan Lorimer y su estudiante David Narkevic revisaban datos de archivo sobre pulsares. En los datos encontraron, de manera fortuita, la señal de un destello muy intenso de emisión de radio. Después de que reportaron este suceso, y aunque los datos eran bastante sólidos, por muchos años no se detectó nada similar, por lo que no se le dio mucha importancia en la comunidad astronómica.   Imagen: primera detección de un destello rápido de radio por Lorimer y su estudiante.

Años después comenzaron a reportarse más descubrimientos de este tipo, y en 2014 hasta adquirieron un nombre propio: destellos rápidos de radio o FRB, por sus siglas en inglés.

Los primeros FRB encontrados fueron destellos “sin repetición”, ocurren una vez y no vuelven a suceder. Aunque sólo brillan durante unos milisegundos, en ese periodo de tiempo irradian más energía de lo que emitirían 500 soles juntos.           Imagen: detección de cuatro FRbs sin repetición. En el eje de las X está el tiempo y en el eje de las Y se grafica la densidad de flujo. Thorton et al., Population of Fast Radio Bursts at Cosmological Distances, Science, 5 de julio de 2013.

En 2015 comenzaron a encontrarse FRB “repetitivos” en datos de archivo de observaciones hechas en 2012. En estos casos los destellos de radio se repiten, pero sin un patrón claro, parecerían producirse de forma aleatoria.

Imagen: FRB 180814.J0422+73 repetitivo. Los pulsos se repiten, pero no tienen un patrón claro. Crédito: Amiri, M. et al., A second source of repeating fast radio bursts, Nature 566, 235-238.

Hasta la fecha no se sabe con certeza qué produce estos destellos, aunque hay decenas de teorías al respecto. Las teorías más plausibles proponen la presencia de objetos compactos, como estrellas de neutrones, agujeros negros o magnetares. El problema es que para poder saber a ciencia cierta cuál es su origen, es indispensable conocer con precisión su localización.

Los destellos duran del orden de milisegundos, y es muy complicado ubicar las galaxias en donde se originan. Lo que sí se sabe es que su origen es extragaláctico, y algunos de ellos pueden estar MUY lejos de nuestra galaxia.

La mayor parte de los FRB han sido descubiertos en sondeos que observan gran parte del cielo, lo que facilita detectar eventos transitorios como estos. Sin embargo, para poder determinar la localización exacta de su origen es necesario utilizar interferómetros, o muchos radiotelescopios funcionando como un único telescopio. Los interferómetros tienen un campo de visión muy reducido. Usar al mismo tiempo los dos métodos de observación es complicado.

Aunque se han reportado cerca de ochenta detecciones de FRBs, diez de los cuales son repetitivos, hasta hace poco sólo se conocía la localización de cuatro de ellos. El único FRB “repetitivo” que había podido localizarse se sitúa en una galaxia enana de muy baja metalicidad. Los otros tres, FRBs “sin repetición” se observaron en galaxias más masivas y con mayor metalicidad, lo que parecía dar pistas sobre el porqué de los dos tipos distintos de FRBs.

En enero de 2020 se dieron a conocer observaciones que dieron al traste con esta posible distinción. Se localizó un FRB “con repetición” albergado en una galaxia espiral con alta metalicidad, FRB 180916.J0158+65. Entender qué produce FRBs “repetitivos” y “sin repetición” volvió a ser una pregunta abierta.

Imagen: representación artística de la localización del FRB 180916.J0158+65 en la galaxia espiral SDSS J015800.28+654253.0 por medio del Interferómetro de Muy Larga Base Europeo (EVN). También se muestra la cúpula del telescopio óptico Gemini-Norte que se usó para observar la galaxia. Crédito: Danielle Futselaar.

La presencia de este periodo da pistas sobre la naturaleza de los destellos. Los modelos más plausibles apuntan a la presencia de dos objetos orbitando uno alrededor del otro, aunque todavía son necesarias más observaciones para poder llegar a una conclusión más certera sobre qué está originando estos destellos.

2 de marzo 2020

Por: Anahí Caldú Primo 

Si quieres saber más:

 Artículo sobre la determinación de la periodicidad de FRB 180916.J0158+65:

https://arxiv.org/pdf/2001.10275.pdf

Localización del FRB 180916.J0158+65 en una galaxia espiral: 

https://www.latam.mpg.de/91645/observaci-n-instituto-max-planck-de-radio-astronom-a

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1866-z