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Los astrónomos han rastreado una de las explosiones de radio rápidas más poderosas y distantes jamás descubiertas hasta su inusual hogar cósmico: un grupo de raras galaxias «similares a gotas». El inesperado descubrimiento arroja más luz sobre las causas de los misteriosos estallidos de ondas de radio, que han desconcertado a los científicos durante años.
La intensa señal, denominada FRB 20220610A, se detectó por primera vez el 10 de junio de 2022 y viajó 8 mil millones de años luz para llegar a la Tierra. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, o 5,88 billones de millas (9,46 billones de kilómetros).
Las ráfagas de radio rápidas, o FRB, son ráfagas intensas de ondas de radio de milisegundos de duración con fuentes desconocidas. El primer FRB se descubrió en 2007 y, desde entonces, se han detectado cientos de estos rápidos destellos cósmicos provenientes de puntos distantes de todo el universo.
Esta rápida ráfaga de radio en particular duró menos de un milisegundo, pero fue cuatro veces más potente que los FRB detectados anteriormente. Según un estudio preliminar publicado en octubre, la explosión liberó el equivalente a las emisiones energéticas de nuestro Sol durante un período de 30 años.
Muchos FRB emiten ondas de radio superbrillantes durante sólo unos pocos milisegundos antes de desaparecer, lo que los hace difíciles de observar.
Los radiotelescopios son útiles para rastrear las trayectorias de los rápidos destellos cósmicos, por lo que los investigadores utilizaron el Australian Square Kilometer Array Pathfinder, o ASKAP, un radiotelescopio en Australia Occidental, y el Telescopio más grande del Observatorio Europeo Austral en Chile para determinar dónde se originó la misteriosa explosión. .
Las observaciones llevaron a los científicos a una mancha celeste gigante que inicialmente se pensó que era una sola galaxia irregular o un grupo de tres galaxias en interacción.
Ahora, los astrónomos han utilizado imágenes del Telescopio Espacial Hubble para mostrar que la rápida ráfaga de radio proviene de un cúmulo de al menos siete galaxias tan cercanas entre sí que caben dentro de la Vía Láctea.
Los hallazgos fueron presentados el martes en la 243ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Nueva Orleans.
Las galaxias del grupo parecen estar interactuando entre sí y pueden estar en proceso de fusión, lo que podría haber desencadenado la rápida explosión de radio, dijeron los investigadores.
«Sin las imágenes del Hubble, seguiría siendo un misterio si este FRB proviene de una galaxia monolítica o de algún tipo de sistema convectivo», dijo la autora principal del estudio, Alexa Gordon, estudiante de doctorado en astronomía en la Facultad de Artes Weinberg de la Universidad Northwestern. Y la ciencia, en un comunicado.
«Son entornos como estos, estos extraños, los que nos llevan a una mejor comprensión del misterio de los FRB».
El grupo de galaxias, conocido como grupo compacto, es inusual y «un ejemplo de las estructuras a escala de galaxias más densas que conocemos», dijo el coautor del estudio Wen-Fai Fang, profesor asociado de física y astronomía en Northwestern y Gordon.
A medida que las galaxias interactúan, pueden desencadenar ráfagas de formación estelar, que podrían estar relacionadas con la explosión, dijo Gordon.
Las explosiones de radio rápidas a menudo se remontan a galaxias aisladas, pero los astrónomos las han encontrado en cúmulos globulares y, ahora, en grupos compactos, dijo Gordon.
«Necesitamos encontrar más de estos FRB, tanto cercanos como lejanos, y en todos estos diferentes tipos de entornos», afirmó.
Se han detectado alrededor de 1.000 ráfagas de radio rápidas desde su descubrimiento inicial hace casi dos décadas, pero los astrónomos aún no tienen claro qué las causa.
Pero muchos coinciden en que es probable que los objetos compactos, como los agujeros negros o las estrellas de neutrones, contengan densos restos de estrellas que explotaron. Investigaciones recientes sugieren que los magnetares, o estrellas altamente magnéticas, pueden ser la causa principal de las rápidas ráfagas de radio.
Comprender dónde se originan las rápidas ráfagas de radio puede ayudar a los astrónomos a determinar más sobre la causa fundamental de lo que las envía a través del universo.
«Aunque hasta ahora se han descubierto cientos de eventos FRB, sólo una fracción de ellos ha sido rastreada hasta sus galaxias anfitrionas», dijo en un comunicado el coautor del estudio Yuxin Vic Dong. «Dentro de esa pequeña fracción, muy pocos provienen de entornos galácticos densos, pero nadie ha visto nunca uno en un grupo tan compacto. Por lo tanto, su lugar de nacimiento es realmente raro». Dong es investigador asociado graduado de la Fundación Nacional de Ciencias y estudiante de doctorado en astronomía. en el laboratorio de Fang en Northwestern.
Más conocimientos sobre las rápidas ráfagas de radio pueden conducir a revelaciones sobre la naturaleza del universo. A medida que las explosiones viajan por el espacio durante miles de millones de años, interactúan con la materia cósmica.
«Las ondas de radio, en particular, son sensibles a cualquier objeto que interviene a lo largo de la línea de visión, desde la ubicación del FRB hasta nosotros», dijo Fang. «Eso significa que las ondas deben viajar a través de cualquier nube de material alrededor del sitio FRB, a través de su galaxia anfitriona, a través del universo y finalmente a través de la Vía Láctea. A partir del retardo temporal de la señal FRB, podemos medir la suma de todas estas contribuciones.
Los astrónomos esperan encontrar métodos más sensibles para detectar ráfagas de radio rápidas en el futuro, lo que podría llevar a encontrar más a mayores distancias, dijo Gordon.
«En última instancia, estamos tratando de responder las preguntas: ¿Qué los causa? ¿Cuáles son sus fuentes y cuáles son sus fuentes? Las observaciones del Hubble brindan una visión maravillosa de los sorprendentes tipos de entornos que conducen a estos misteriosos eventos», dijo Fang.
