Un reciente descubrimiento de una Ráfaga de Rádio Rápida (FRB, por sus siglas en inglés) en un cúmulo de galaxias distantes realizado por el telescopio Hubble arroja luz sobre los orígenes y los entornos propicios para estas intensas explosiones cósmicas. Esta FRB en particular, notable por su potencia y ubicación remota, indica un vínculo potencial con la fusión de galaxias y las interacciones de cuerpos cósmicos extremos como los magnetares.
Las ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) son eventos cósmicos breves pero increíblemente brillantes. Una de ellas, la FRB 20220610A, detectada recientemente, destaca por su distancia y energía, y se encuentra en un cúmulo de galaxias de cuando el universo tenía solo 5 mil millones de años. Este evento desafía los modelos existentes de FRB, ya que su origen, identificado con la ayuda de las imágenes avanzadas del Hubble, sugiere interacciones complejas entre hasta siete galaxias en fusión.
Una ráfaga rápida de radio es una explosión fugaz de energía que puede, durante unos pocos milisegundos, eclipsar a una galaxia entera. En los últimos años se han detectado cientos de FRB. Estallan por todo el cielo como flashes de cámaras en un evento deportivo, pero las fuentes detrás de estas intensas ráfagas de radiación siguen siendo inciertas.
Esta FRB es particularmente extraña porque estalló al otro lado del Universo, lo que la convierte en la más lejana y más poderosa detectada hasta la fecha.
Y si eso no fuera suficientemente extraño, la cosa se volvió aún más extraña a partir de las observaciones posteriores del Hubble tras su descubrimiento. El FRB destelló en lo que parece un lugar improbable, una colección de galaxias que existían cuando el Universo tenía solo 5 mil millones de años. Los FRB anteriores se han encontrado en galaxias aisladas.
El radiotelescopio Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) en Australia Occidental detectó por primera vez la FRB 20220610A el 10 de junio de 2022, y el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral en Chile confirmó que su origen es lejano. Es cuatro veces más energético que las FRB más cercanas, lo que podría poner en entredicho los modelos sobre qué produce las FRB. ¿O podría tratarse de un efecto de selección por el que solo se pueden detectar las FRB muy brillantes en la mitad del Universo?
“Se necesitó la gran agudeza y sensibilidad del Hubble para determinar exactamente de dónde provenía la FRB”, dijo la autora principal Alexa Gordon de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois. “Sin las imágenes del Hubble, seguiría siendo un misterio si esto se originó en una galaxia monolítica o en algún tipo de sistema en interacción. Son este tipo de entornos, estos extraños, los que nos están llevando a comprender mejor el misterio de las FRB”.
Las nítidas imágenes del Hubble sugieren que puede haber hasta siete galaxias en camino a fusionarse, lo que también sería muy significativo, dicen los investigadores. Estos grupos de galaxias son raros y es posible que esto haya provocado las condiciones que desencadenaron la FRB.
“En última instancia, estamos tratando de responder a las preguntas: ¿Qué los causa? ¿Quiénes son sus progenitores y cuáles son sus orígenes? Las observaciones del Hubble proporcionan una visión espectacular de los sorprendentes tipos de entornos que dan lugar a estos misteriosos eventos”, dijo el coinvestigador Wen-fai Fong, también de la Universidad Northwestern.
Aunque los astrónomos no tienen un consenso sobre el posible mecanismo detrás de este fenómeno extraordinario, generalmente se cree que las FRB deben involucrar algún tipo de objeto compacto, como un agujero negro o una estrella de neutrones . Un tipo extremo de estrella de neutrones se llama magnetar, el tipo de estrella de neutrones más intensamente magnético del Universo. Tiene un campo magnético tan fuerte que, si un magnetar estuviera ubicado a medio camino entre la Tierra y la Luna, borraría la banda magnética de la tarjeta de crédito de todos los habitantes del mundo. Mucho peor aún, si un astronauta viajara a unos pocos cientos de kilómetros del magnetar, se disolvería efectivamente, porque todos los átomos de su cuerpo se desintegrarían.
Los mecanismos posibles implican algún tipo de terremoto estelar o, alternativamente, una explosión causada cuando las líneas de campo magnético de un magnetar se rompen y se vuelven a conectar. Un fenómeno similar ocurre en el Sol, causando erupciones solares, pero el campo de un magnetar es un billón de veces más fuerte que la magnetosfera del Sol. La ruptura generaría el destello de una FRB, o podría crear una onda de choque que incinere el polvo circundante y caliente el gas hasta convertirlo en plasma.
Podría haber varios tipos de magnetares. En un caso, podría tratarse de un objeto explosivo que orbita alrededor de un agujero negro rodeado por un disco de material. Otra alternativa es un par de estrellas de neutrones en órbita cuyas magnetosferas interactúan periódicamente, creando una cavidad donde pueden producirse erupciones. Se estima que los magnetares permanecen activos durante unos 10.000 años antes de asentarse, por lo que cabría esperar que se los encontrara en lugares donde se está produciendo una tormenta de fuego de formación de estrellas. Pero este no parece ser el caso de todos los magnetares.
En un futuro próximo, los experimentos de FRB aumentarán su sensibilidad, lo que dará lugar a una tasa sin precedentes en el número de FRB detectados a estas distancias. El Hubble desempeñará un papel crucial en la caracterización de los entornos en los que se producen estas FRB. Los astrónomos pronto descubrirán lo especial que era el entorno de esta FRB.
“Sólo necesitamos seguir encontrando más de estos FRB, tanto cercanos como lejanos, y en todos estos diferentes tipos de entornos”, dijo Gordon.
Los resultados fueron presentados en la 243 reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Nueva Orleans, Luisiana.