Rastrean 5 misteriosas ráfagas de radio rápidas hasta los brazos de galaxias espirales distantes

El misterio de las ráfagas de radio rápidas (FRB) sigue fascinando a los astrónomos. Nadie está muy seguro de qué hay detrás de estos pulsos de ondas de radio súper cortos y súper intensos desde el espacio profundo, pero ahora los astrónomos han rastreado cinco de ellos hasta sus galaxias de origen.

Es el telescopio espacial Hubble ha vuelto a contribuir enormemente a la ciencia. Esta vez utilizando sus cámaras ultravioleta e infrarroja para ver de dónde emergieron cinco estallidos en un mapa estelar.

Hasta ahora, solo alrededor de 15 de los 1000 FRBs detectados se remontaban a galaxias particulares, por lo que el seguimiento realizado es un indicador importante de cómo funciona el fenómeno.

«Nuestros resultados son nuevos y emocionantes», dice la astrónoma Alexandra Mannings, de la Universidad de California en Santa Cruz. «Esta es la primera vista de alta resolución de una población de FRBs, y el Hubble revela que cinco de ellos están localizados cerca o en los brazos espirales de una galaxia. La mayoría de las galaxias son masivas, relativamente jóvenes y todavía están formando estrellas».

«Las imágenes nos permiten tener una mejor idea de las propiedades generales de la galaxia anfitriona, como su masa y tasa de formación de estrellas, así como investigar lo que está sucediendo justo en la posición FRB, porque el Hubble tiene una resolución muy grande».

Brazos galácticos

Parte de la dificultad de estudiar estas ráfagas es que duran solo milisegundos y muy raramente se repiten. Los científicos tampoco saben realmente dónde buscar el próximo estallido, lo que hace que rastrear sus orígenes y causas sea muy difícil.

El hecho de que se haya demostrado que estos cinco provienen de las partes más tenues de los brazos espirales alrededor de las galaxias dice mucho a los expertos. Los brazos espirales son donde se encuentran las estrellas más jóvenes y calientes de una galaxia, pero estos FRB no provienen de las partes más brillantes de los brazos.

Los astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble han rastreado dos breves y potentes ráfagas de radio hasta los brazos espirales de las dos galaxias que se muestran arriba. Las dos imágenes de la izquierda muestran las instantáneas completas del Hubble de cada galaxia. Las dos imágenes mejoradas digitalmente a la derecha revelan la estructura espiral de cada galaxia con más detalle. Los nombres de catálogo de las ráfagas son FRB 190714 (fila superior) y FRB 180924 (fila inferior). Las galaxias están lejos de la Tierra, apareciendo como se veían hace miles de millones de años. Las líneas ovaladas de puntos en cada una de las cuatro imágenes marcan la ubicación de las FRBs. Crédito: NASA, ESA, Alexandra Mannings, Wen-fai Fong. Procesamiento de imágenes: Alyssa Pagan (STScI).

Como sabemos qué tipos de estrellas están y qué no están en las regiones de brazos espirales, los hallazgos respaldan la hipótesis de que las FRB probablemente se originan en estrellas magnetar, estrellas densas con campos magnéticos increíblemente poderosos, que tienden a encontrarse en los sitios FRB detectados por Hubble.

«Debido a sus fuertes campos magnéticos, los magnetares son bastante impredecibles», dice el astrónomo Wen-fai Fong de la Universidad Northwestern. «En este caso, se cree que los FRB provienen de las llamaradas de un magnetar joven».

Buscando los vecindarios de FRBs, los astrónomos que usaron el telescopio espacial Hubble rastrearon cuatro de ellas hasta los brazos espirales de las cuatro galaxias distantes que se muestran en la imagen. Las ráfagas están catalogadas como FRB 190714 (arriba a la izquierda), FRB 191001 (arriba a la derecha), FRB 180924 (abajo a la izquierda) y FRB 190608 (abajo a la derecha). Debido a que estos pulsos de radio desaparecen en mucho menos que un abrir y cerrar de ojos, los investigadores han tenido dificultades para rastrear de dónde provienen. Con la ayuda de la visión nítida del Hubble, los astrónomos señalaron sus ubicaciones (indicadas por las líneas ovaladas punteadas) en los brazos espirales de las galaxias.

«Las estrellas masivas pasan por una evolución estelar y se convierten en estrellas de neutrones, algunas de las cuales pueden estar fuertemente magnetizadas, lo que lleva a destellos y procesos magnéticos en sus superficies, que pueden emitir luz de radio. Nuestro estudio encaja con esa imagen y descarta progenitoras muy jóvenes o muy antiguas para los FRB».

Este detectivesco trabajo basado en el Hubble, también va más allá de investigaciones previas en la asociación de FRBs con galaxias que tienen estructuras subyacentes específicas —en este caso, brazos espirales—. Ese es un vínculo que no se ha hecho claramente antes.

Aún un misterio... pero menos misterioso

De forma lenta pero segura, los expertos están empezando a reunir información sólida sobre estos escurridizos pulsos de energía que se disparan a través del espacio. Habiendo identificado originalmente estos eventos en 2007, el año pasado los astrónomos encontraron evidencia del primer FRB en nuestra propia galaxia.

La pregunta de qué son exactamente los FRBs y de dónde provienen sigue sin respuesta, pero estudios como este nuevo de la NASA están comenzando a descartar algunas posibilidades mientras descartan otras, y cuantas más imágenes detalladas del espacio podamos obtener, mejor.

«No sabemos qué causa los FRBs, por lo que es realmente importante usar el contexto cuando lo tenemos», admite Fong. «Esta técnica ha funcionado muy bien para identificar a los progenitores de otros tipos de transitorios, como supernovas y estallidos de rayos gamma. Hubble también jugó un papel importante en esos estudios».

La investigación aún no se ha publicado, pero aparecerá en Astrophysical Journal. Está disponible ahora como una versión preliminar en arXiv.org.

Fuente: NASA/ScienceAlert. Edición: MP.