Una de las raras y breves explosiones de ondas de radio cósmicas que han intrigado a los astrónomos desde que se detectaron por primera vez hace casi 10 años finalmente se ha vinculado a una fuente: una galaxia enana más antigua a más de 3 mil millones de años luz de la Tierra.
Las ráfagas rápidas de radio, que parpadean durante unos pocos milisegundos, crearon un gran revuelo entre los astrónomos porque parecían provenir de fuera de nuestra galaxia, lo que significa que tendrían que ser muy poderosas para ser vistas desde la Tierra, y porque ninguno de esosLos primeros observados se volvieron a ver.
Sin embargo, en 2012 se descubrió un estallido repetido, lo que brinda la oportunidad a un equipo de investigadores de monitorear repetidamente su área del cielo con Karl Jansky Very Large Array en Nuevo México y la antena de radio Arecibo en Puerto Rico, con la esperanza deseñalando su ubicación.
Gracias al desarrollo de un software de registro de datos de alta velocidad y análisis de datos en tiempo real por un astrónomo de la Universidad de California, Berkeley, el VLA detectó el año pasado un total de nueve ráfagas en un período de un mes, suficiente para localizarlodentro de una décima de segundo de arco. Posteriormente, los conjuntos de interferómetros de radio más grandes de Europa y América lo identificaron dentro de una centésima de segundo de arco, dentro de una región de aproximadamente 100 años luz de diámetro.
Las imágenes profundas de esa región por el Telescopio Gemini Norte en Hawai descubrieron una galaxia enana ópticamente débil que el VLA descubrió posteriormente también emite continuamente ondas de radio de bajo nivel, típicas de una galaxia con un núcleo activo quizás indicativo de un negro supermasivo centralLa galaxia tiene una baja abundancia de elementos distintos del hidrógeno y el helio, lo que sugiere una galaxia que se formó durante la edad media del universo.
El origen de una rápida explosión de radio en este tipo de galaxia enana sugiere una conexión con otros eventos energéticos que ocurren en galaxias enanas similares, dijo el coautor y astrónomo de UC Berkeley, Casey Law, quien dirigió el desarrollo del sistema de adquisición de datos ycreó el software de análisis para buscar ráfagas rápidas y únicas.
observó que en este tipo de galaxias también se producen estrellas explosivas extremadamente brillantes, llamadas supernovas superluminosas, y estallidos de rayos gamma largos, y se supone que ambas se asocian con estrellas de neutrones masivas, altamente magnéticas y de rotación rápida llamadas magnetares. Las estrellas de neutrones sonobjetos densos y compactos creados en explosiones de supernovas, vistos principalmente como púlsares, porque emiten pulsos de radio periódicos a medida que giran.
"Todos estos hilos apuntan a la idea de que en este entorno, algo genera estos magnetares", dijo Law. "Podría ser creado por una supernova superluminosa o una larga explosión de rayos gamma, y luego, a medida que evoluciona y sula rotación se ralentiza un poco, produce estas rápidas ráfagas de radio, así como la emisión continua de radio impulsada por ese spindown. Más adelante en la vida, se parece a los magnetares que vemos en nuestra galaxia, que tienen campos magnéticos extremadamente fuertes pero giran más como los ordinariospúlsares "
En esa interpretación, dijo, las ráfagas rápidas de radio son como los berrinches de un niño pequeño.
Sin embargo, esta es solo una teoría. Hay muchas otras, aunque los nuevos datos descartan varias explicaciones sugeridas para la fuente de estas explosiones.
"Somos los primeros en mostrar que este es un fenómeno cosmológico. No es algo en nuestro patio trasero. Y somos los primeros en ver dónde está sucediendo esto, en esta pequeña galaxia, lo que creo que es una sorpresa", dijo Law."Ahora nuestro objetivo es descubrir por qué sucede eso".
Law, el líder del equipo Shami Chatterjee de la Universidad de Cornell y otros astrónomos del equipo presentarán sus hallazgos hoy en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana en Grapevine, Texas, en la revista científica Naturaleza , y en dos documentos complementarios que aparecerán en el Letras del diario astrofísico .
Buscando transitorios
Las ráfagas de radio rápidas son altamente enérgicas, aunque no lo suficientemente enérgicas como para volar una estrella, y son de muy corta duración, duran de uno a cinco milisegundos. Estas ráfagas de ondas de radio han permanecido como un misterio desde que se descubrió la primera en2007 por investigadores que registraron datos archivados del radiotelescopio Parkes de Australia en busca de nuevos púlsares. El estallido que encontraron ocurrió en 2001.
Ahora hay 18 ráfagas de radio rápidas conocidas, todas descubiertas usando radiotelescopios de plato único que no pueden determinar la ubicación del objeto con suficiente precisión para permitir que otros observatorios identifiquen su entorno anfitrión o lo encuentren en otras longitudes de onda.El único estallido repetitivo conocido, llamado FRB 121102, fue descubierto en la constelación de Auriga en noviembre de 2012 en el Observatorio de Arecibo en Puerto Rico, y ha recurrido en numerosas ocasiones.
Law ha estado trabajando durante los últimos años en métodos para encontrar rápidamente ráfagas de radio transitorias como estas, que requieren recolectar aproximadamente un terabyte de datos cada hora. En el VLA, actualmente utiliza 24 unidades centrales de procesamiento CPU de computadora en paralelo, tanto para grabar como para buscar datos en breves ráfagas de radio.
"El tema general, primero con el Allen Telescope Array y ahora con el VLA, es usar estos interferómetros como cámaras de alta velocidad, tomando la capacidad de imagen sensible del telescopio, aumentando la velocidad de datos y mejorando nuestros algoritmos para obteneracceso a estos transitorios de escala de tiempo de milisegundos ", dijo." Realmente presionamos mucho para capturar este flujo de datos de terabyte por hora de manera confiable y establecimos una plataforma en tiempo real para extraer estas explosiones rápidas muy débiles de ese flujo de datos masivo ".
La primera explosión se encontró en los datos solo unas horas después de que se registró el 23 de agosto, dijo Law.
"Observamos durante unas 40 horas a principios del año pasado y no vimos nada", dijo. "Luego comenzamos una nueva campaña en el otoño de 2016, y en nuestra primera observación vimos una. Luego observamos durante otras 40 horas oy vi ocho explosiones más. Así que esto se encendió de repente "
Law espera cambiar pronto a 64 GPU dedicadas y más potentes, unidades de procesamiento de gráficos, para que sea posible el análisis en tiempo real.
Si bien Law tiene su hipótesis favorita sobre el origen de las ráfagas de radio rápidas, un magnetar rodeado de material expulsado por una explosión de supernova o material expulsado por un púlsar resultante, existen otras posibilidades. Una alternativa es el núcleo activo de la galaxia,con emisión de radio proveniente de chorros de material emitido desde la región que rodea un agujero negro supermasivo. La fuente de la explosión de radio rápida se encuentra dentro de los 100 años luz de las emisiones de radio continuas del núcleo de la galaxia, lo que sugiere que son iguales o están físicamente asociadasuno con el otro.
"Encontrar la galaxia anfitriona de este FRB, y su distancia, es un gran paso adelante, pero todavía tenemos mucho más por hacer antes de comprender completamente qué son estas cosas", dijo Chatterjee.
Otros miembros del equipo son el Observatorio Nacional de Radioastronomía, una instalación de la National Science Foundation operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc .; West Virginia University; McGill University en Montreal, Canadá; y el Netherlands Institute for RadioAstronomía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :