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17 de Junio de 2020
Astrofísica

La primera explosión rápida de radio detectada en la Vía Láctea

Este brote cercano se originó en una estrella magnetizada. Ofrece una vista detallada de uno de los mayores enigmas astronómicos.

Representación artística de un magnetar [ESO/L. Calçada].

Durante una fracción de segundo, a finales de abril, una estrella hipermagnetizada de la Vía Láctea emitió súbitamente un gran brote de energía de radio. Los científicos dicen ahora que este raro y súbito destello podría explicar uno de los mayores enigmas de la astronomía: ¿de dónde sacan su potencia esos cientos de misteriosas explosiones rápidas de radio (FRB, por el acrónimo en inglés) que se han estado detectando mucho más lejos en el universo?

La estrella, que lleva la denominación de SGR 1935+2154, es un magnetar: la densa y rotativa ascua de una supernova, envuelta en intensos campos magnéticos. Muchos astrónomos creen que las explosiones rápidas de radio, breves pero potentes destellos que brillan durante unos milisegundos nada más, se originan en magnetares, pero no han podido demostrar ese nexo.

«No diría que deja zanjado que las explosiones rápidas de radio se crean en los magnetares», explica Emily Petroff, astrónoma de la Universidad de Ámsterdam, «pero es, de lejos, el indicio más prometedor que hayamos encontrado».

ArXiv, el servidor de prepublicaciones, se ha inundado en las últimas semanas de artículos preliminares que describen el brote, el primero que se detecta en la Vía Láctea.

Hasta ahora, la explosión rápida de radio más cercana conocida fue una que ocurrió a unos 150 millones de pársec de distancia (490 millones de años-luz) de la Tierra. Este magnetar está en nuestra galaxia, a solo 10.000 pársec; está lo suficientemente cerca para que se pueda tener de él una gran vista mientras desborda de actividad. «Se acerca a la monstruosa intensidad de los FRB cósmicos, y no ha sucedido tan lejos», dice Sarah Burke Spolaor, astrónoma de la Universidad de Virgina del Oeste, en Morgantown. «Es una oportunidad fantástica para saber más de al menos uno de los tipos de fuente que puede que causen FRB».

El espectáculo empezó el 27 de abril, cuando varios satélites, entre ellos el Observatorio Swift Neil Gehrels, detectaron rayos gamma que manaban de SGR 1935+2154. Esta estrella es una de los alrededor de 30 magnetares que se conocen en la Vía Láctea; de vez en cuando pasan por brotes de actividad, durante los cuales emiten radiación de diferentes longitudes de onda. Al día siguiente, el radiotelescopio del Experimento Canadiense de Cartografiado de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME), en Penticton, Canadá, detectó un enorme destello de radio hacia un lado de su campo de visión, precisamente donde se encontraba el magnetar.

El equipo del CHIME esperaba captar emisiones de radio de SGR 1935+2154, pero creía que no serían más que unos pulsos débiles de radio. En cambio, «nos encontramos con algo mucho más apasionante», dice Paul Scholz, astrónomo de la Universidad de Toronto que dirigió el análisis.

Un segundo equipo de investigadores tuvo todavía más suerte al captar de lleno el intenso brote. El radiotelescopio STARE2 está formado por antenas sencillas (cada una consiste en un tubo metálico al que están unidos un par como de moldes de tarta), situadas en dos lugares de California y uno de Utah. Lleva observando el cielo desde el año pasado, con la esperanza de captar algo que se pareciese a un estallido rápido de radio en la Vía Láctea. El 28 de abril eso es precisamente lo que hizo: detectó el mismo pulso de radio que vio CHIME. «Estaba tan emocionado que me llevó un poco de tiempo abrir los datos e inspeccionarlos para asegurarme de que era real», dice Chris Bochenek, estudiante de doctorado del Instituto de Tecnología de California (Caltech), en Pasadena, que trabaja con el STARE2. «Chris nos mandó un mensaje en  Slack; se dijeron cosas que más bien no se pueden repetir», recuerda Vikram Ravi, astrónomo del Caltech y cotutor de Bochenek.

Brote de energía

El destello de radio fue, con mucho, el más brillante que se haya visto procedente de un magnetar de la Vía Láctea. Podría dar pistas acerca de la causa de las explosiones rápidas de radio que se han detectado en otras partes del universo.

Como los magnetares giran deprisa y tienen campos magnéticos potentes, cuentan con enormes reservas de energía que podrían crear brotes. Según una de las ideas que hay sobre la fuente de los brotes, algo pasa dentro del magnetar, un «astromoto», análogo a un terremoto, que resquebraja su superficie y libera energía. Otra posibilidad es que el entorno, tan magnetizado, del magnetar produjese de alguna forma el brote.

Los astrónomos podrían restringir esas posibilidades mediante el estudio tanto del brote de radio de SGR 1935+2154 como de los destellos en otras longitudes de onda de la luz que se produjeron a la vez, dice Laura Spitler, astrónoma del Instituto Max Planck de Radioastronomía, en Bonn. Varios satélites detectaron brotes de rayos X emitidos por el magnetar más o menos al mismo tiempo que la emisión de radio (estos, este, este). Es la primera vez que los astrónomos han detectado esas señales en otras longitudes de onda; verlas fue posible solo por la cercanía del magnetar a la Tierra.

Pero sigue habiendo misterios. Para empezar, el brote del 28 de abril fue unas mil veces menos energético que las explosiones rápidas de radio que se llegan a  ver en galaxias muy distantes. Y algunos brotes lejanos se repiten a intervalos que no se pueden explicar fácilmente atribuyéndoles un magnetar como causa. Es posible que algunas explosiones rápidas de radio se produzcan en magnetares, pero no todas, explica Petroff.

Los astrónomos siguen queriendo reunir tantos ejemplos de explosiones rápidas de radio como puedan, tanto cercanos como lejanos. «Cada uno sirve como una especie de retroiluminación que atraviesa toda la materia que hay entre nosotros y la fuente», explica Janson Hessels, astrónomo de la Universidad de Ámsterdam. Los astrónomos están usando esa información desde hace poco para cartografiar la distribución de materia en el universo.

Según Hessels, «este campo tiene un futuro apasionante, sea este más que la respuesta a la pregunta de dónde vienen los brotes o sea menos».

Alexandra Witze/Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Referencias: «A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar», de The CHIME/FRB Collaboration, en arXiv:2005.10324 [astro-ph.HE]; «A fast radio burst associated with a Galactic magnetar», de Christopher D. Bochenek et al., en arXiv:2005.10828 [astro-ph.HE].

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