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

(CNN) — Los científicos han rastreado la ubicación de múltiples ráfagas rápidas de radio hasta sus orígenes con la ayuda del telescopio espacial Hubble, y no es lo que esperaban.

La causa de estas misteriosas ráfagas de radio de milisegundos de duración en el espacio ha permanecido oculta para los científicos desde que se descubrió el fenómeno en 2007. Dada la rapidez con la que estallan, estas explosiones, a veces llamadas FRB, son muy difíciles de seguir y estudiar.

Saber más sobre el origen de estas brillantes e intensas explosiones de radio podría ayudar a los científicos a entender qué las causa.

Mira las primeras imágenes de la «red cósmica» donde se forman galaxias

Un equipo internacional de astrónomos pudo rastrear la ubicación de ocho ráfagas rápidas de radio. Aunque el origen de tres de ellas sigue sin ser concluyente, los investigadores utilizaron las imágenes del espacio profundo del Hubble para señalar las galaxias lejanas en las que se originaron estos estallidos, incluida su ubicación exacta dentro de las galaxias.

El estudio ha sido aceptado y se publicará próximamente en The Astrophysical Journal.

Cinco de las ráfagas de radio procedían de galaxias espirales. Éstas son el tipo de galaxia más común en todo el universo, y nuestra propia Vía Láctea es un tipo de galaxia espiral.

Una característica de estas galaxias es que tienen brazos espirales donde se produce la formación de estrellas.

Las ráfagas de radio que rastrearon se localizaron a lo largo de los brazos de diferentes galaxias espirales que se encuentran a una distancia de entre 400 millones y 9.000 millones de años luz.

Estos estallidos pueden ser breves, pero cada uno de ellos genera más energía que nuestro sol en el transcurso de todo un año. Los científicos han descubierto hasta mil ráfagas de este tipo desde 2007, pero solo han podido rastrear unas 15 de ellas. Esas 15 se originaron en galaxias lejanas, jóvenes y masivas.

Rastreo de misteriosas ráfagas en el espacio

Una combinación de imágenes en luz visible, ultravioleta e infrarrojo cercano ayudó a los astrónomos a rastrear las FRB mencionadas en el nuevo estudio.

«Se trata de la primera visión de alta resolución de una población de FRB», afirma la autora principal del estudio, Alexandra Mannings, estudiante de posgrado en astronomía y astrofísica de la Universidad de California en Santa Cruz. «La mayoría de las galaxias son masivas, relativamente jóvenes y aún están formando estrellas. Las imágenes nos permiten tener una mejor idea de las propiedades generales de la galaxia anfitriona, como su masa y su tasa de formación estelar, así como sondear lo que está ocurriendo justo en la posición de la FRB».

Los investigadores se sorprendieron al descubrir que las ráfagas se originaban en los brazos espirales.

«No sabemos qué causa las FRB, así que es realmente importante utilizar el contexto cuando lo tenemos», dijo el coautor del estudio, Wen-fai Fong, profesor asistente de física y astronomía en el Colegio Weinberg de Artes y Ciencias de la Universidad Northwestern, en Illinois.

«Dado que los brazos espirales son señales del nacimiento de estrellas, esto fue una sorpresa, ofreciendo una pista importante de que los FRB deben correlacionarse con la formación de estrellas».

El Hubble es tan sensible que descubre cosas que no pueden ser detectadas usando imágenes terrestres, indicó Fong. El telescopio ayudó a los investigadores a confirmar realmente la presencia de brazos espirales o estructuras espirales no vistas anteriormente dentro de las galaxias.

«Por lo general, las regiones más brillantes a lo largo de los brazos espirales contienen las estrellas más jóvenes y masivas», afirmó Fong. «A medida que uno se aleja de los brazos espirales, empieza a encontrar estrellas más viejas que no brillan tanto. Así que la ubicación de las FRB con respecto a estas características espirales ofrece pistas importantes sobre el tipo de progenitor que las causa».

El Hubble capturó imágenes de las galaxias anfitrionas en las que se rastrearon las ráfagas rápidas de radio.

Estos hallazgos indican que las ráfagas de radio se originan en una especie de «justo medio», lo que significa que las estrellas que podrían estar implicadas en la creación de las ráfagas no pueden ser demasiado jóvenes ni demasiado viejas.

Anteriormente, los científicos han especulado que el origen de las FRB podría deberse a las explosiones de estrellas jóvenes o a las fusiones de estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones son los densos núcleos que quedan tras la explosión de las estrellas. Se sabe que éstas generan estallidos de rayos gamma.

Sin embargo, éstas se producen en estrellas jóvenes y muy masivas, lo cual no parece estar relacionado con las ráfagas en el nuevo estudio.

En cambio, los investigadores sugieren que las explosiones magnetares podrían ser la causa dominante de los estallidos de radio. Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones supermasiva con campos magnéticos 10 billones de veces más potentes que un imán normal.

Los descubrimientos espaciales del 2020

La observación de una ráfaga de radio rápida en nuestra Vía Láctea el año pasado provino de una región donde existe un magnetar.

«Debido a sus fuertes campos magnéticos, los magnetares son bastante impredecibles», explicó Fong. «En este caso, se cree que las FRBs proceden de llamaradas de un magnetar joven. 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 da lugar a llamaradas y procesos magnéticos en sus superficies, que pueden emitir luz de radio. Nuestro estudio encaja», dijo, con ese escenario de «justo medio».

A medida que se observan más ráfagas de radio, los investigadores se dan cuenta de su diversidad, lo que podría significar que los distintos tipos de ráfagas tienen orígenes diferentes, señaló Mannings.

«Por el momento, no disponemos de cifras suficientes para determinar los pormenores de la población de FRB, pero hacer esto es una perspectiva apasionante», dijo Mannings.

Se sabe que algunas ráfagas de radio se repiten, y Mannings quiere determinar si hay diferencias notables entre las galaxias que albergan ráfagas de radio que se repiten y las ocurrencias de eventos de una sola ráfaga.

Otra misteriosa ráfaga de radio en el espacio está repitiendo un patrón. Este ocurre cada 157 días

Con la incorporación de nuevas capacidades y radiotelescopios en el futuro, Fong y Mannings esperan rastrear más ráfagas de radio y aprender sobre sus galaxias anfitrionas.

«Estamos realmente en el horizonte de una importante era de descubrimientos», comentó Fong. «Encontrar estos eventos localizados es una pieza importante del rompecabezas, y una pieza de rompecabezas muy única en comparación con lo que se ha hecho antes. Es una contribución única del Hubble».