¿Se están produciendo estallidos de radio rápidos desde una galaxia inactiva?

Crédito de la portada: Danielle Futselaar

Datos del artículo científico:

• Título: A repeating fast radio burst source in the outskirts of a quiescent galaxy
• Autores: Shah, K. Shin, C. Leung, et al.
• Institución de le primere autore: Department of Physics, McGill University, 3600 rue University, Montréal, QC H3A 2T8, Canada
• Estado de la publicación: Enviado a AAS Journals, acceso abierto en arxiv.

¿Qué son los estallidos de radio rápidos?

La respuesta corta es que los detectamos pero aún no sabemos cómo se producen. En 2007, analizando señales astronómicas en ondas de radio, se detectó por primera vez un pulso de 3 milisegundos de origen extragaláctico. Posteriormente se han ido detectando más eventos similares a los que se les ha llamado estallidos de radio rápidos o FRBs (por sus siglas en inglés, Fast Radio Bursts). Los FRBs se dividen generalmente en dos grupos dependiendo si los estallidos se repiten a lo largo del tiempo o si son únicos. Se teoriza que las estrellas de neutrones o los magnetares en sus primeras etapas pueden emitir pulsos de radio, pero aún queda mucho por explicar. Por ejemplo, ¿por qué existen FRBs que se repiten y otros que no? O, ¿por qué los FRBs que se repiten tienen épocas de mayor o menor actividad?. Para poder esclarecer el origen de estos estallidos es esencial conocer dónde se producen pero los radiotelescopios en general localizan la fuente de emisión con mucha incertidumbre.

El radiotelescopio CHIME junto con KKO al rescate

El radiotelescopio CHIME se encuentra en Pentiction, Canadá y monitoriza el cielo en la banda de 400 a 800 MHz para detectar eventos transitorios como los FRBs. Cuando se detecta una señal compatible con un FRB, se manda una alerta a la estación KKO situada a 66 km de CHIME para medir simultáneamente el evento y poder restringir con mayor precisión la localización en el cielo. De este modo se consiguen precisiones 30 veces mejores (de 2 segundos de arco) en comparación a la precisión alcanzada solo con CHIME (de 1 minuto de arco). De este modo, se pueden lanzar campañas de observación en el óptico en la región del espacio donde ha ocurrido el FRB para poder examinar qué objetos cercanos pueden haber producido el estallido.

FRB 20240209A

En febrero de 2024 CHIME detectó un evento de FRB que se ha repetido 22 veces hasta julio del mismo año. De estos 22 eventos, seis han sido también detectados con KKO por lo que la localización conjunta en el cielo tiene una precisión de 1×2 segundos de arco cuadrados, como muestra la elipse negra en la Figura 1.

Los eventos detectados emiten en una región muy estrecha de frecuencia y durante unos pocos milisegundos(la Figura 2 muestra un ejemplo de un estallido de esta fuente). Las características de este FRB son compatibles con otros FRBs que se repiten por lo que el mecanismo que los producen debe de ser el mismo. Las repeticiones de estallidos han ido en aumento desde que se detectó con un máximo de actividad en junio que fue 1000 veces mayor que en febrero.

¿Hay algo desde donde se puedan emitir estos estallidos?

Con el telescopio Gemini North se ha observado el cielo en profundidad para encontrar posibles anfitriones para este FRB y se muestra en la Figura 3. Se ha encontrado una galaxia elíptica inactiva con un corrimiento al rojo compatible con el determinado para el FRB pero separados 40 kpc. Por lo tanto, FRB 20240209A es por el momento el estallido de radio rápido más separado de su galaxia anfitriona y el primer FRB que se repite asociado a una galaxia inactiva. Dado que es improbable que haya estrellas de neutrones o magnetares jóvenes tan alejados de la galaxia, les autores argumentan que lo más plausible es que el FRB se produzca en un cúmulo globular ya que es bastante probable encontrar uno a esa distancia. Esto explicaría por qué no se detecta brillo justo en la zona del FRB ya que tienen luminosidades muy bajas, pero con suficiente cantidad de estrellas para que se puedan producir colisiones entre estrellas de neutrones o enanas blancas que produzcan magnetares jóvenes y que estos causen los estallidos detectados.

Hasta ahora se han podido asociar solo unas decenas de FRBs con un anfitrión, siendo FRB 20240209A es el más alejado y peculiar. Futuras determinaciones de la localización de FRBs con CHIME o con otros instrumentos añadirán más variedad a los entornos donde se pueden producir FRBs. De esta manera se podrá analizar si las estrellas de neutrones o los magnetares son efectivamente los causantes de los FRBs. En cualquier caso, también será necesario investigar cómo este tipo de objetos puede producir pulsos tan cortos en radio. ¡Así que aún quedan muchos misterios que resolver en el mundo de los FRBs!