Un equipo de investigación internacional que incluye científicos del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania, utilizó una combinación de radiotelescopios y telescopios ópticos para identificar la ubicación precisa de una ráfaga de radio rápida FRB en una galaxia distante, lo que les permitió conducirun censo único del contenido de materia del Universo.
Su resultado, publicado en la edición de hoy de Naturaleza , confirma los modelos cosmológicos actuales de la distribución de la materia en el Universo.
El 18 de abril de 2015, el radiotelescopio Parkes de 64 m de la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth CSIRO de Australia detectó una ráfaga de radio rápida o FRB en el marco de la SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts Proyecto SUPERB: se activó una alerta internacional para seguirlo con otros telescopios y, en unas pocas horas, varios telescopios de todo el mundo estaban buscando la señal, incluido el Array Compacto de Telescopio Australiano ATCA de CSIRO y el Radiotelescopio Effelsberg enAlemania.
Los FRB son misteriosos destellos de radio brillantes que generalmente duran solo unos pocos milisegundos. Su origen aún se desconoce, con una larga lista de fenómenos potenciales asociados con ellos. Los FRB son muy difíciles de detectar; antes de este descubrimiento solo se habían detectado 16.
"En el pasado, se encontraron FRB al examinar los datos meses o incluso años después. Para ese momento es demasiado tarde para hacer observaciones de seguimiento", dice Evan Keane, Científico del Proyecto en la Organización de la Matriz del Kilómetro Cuadrado y el científico principaldetrás del estudio. Para remediar esto, el equipo desarrolló su propio sistema de observación SUPERB para detectar FRB en cuestión de segundos e inmediatamente alertar a otros telescopios, cuando todavía hay tiempo para buscar más evidencia después del destello inicial.
Gracias a los seis platos de 22 metros del ATCA y su resolución combinada, el equipo pudo determinar la ubicación de la señal con mucha mayor precisión de lo que era posible en el pasado y detectó un resplandor de radio que duró alrededor de 6 días antesdesvaneciéndose. Este resplandor posterior les permitió determinar la ubicación del FRB aproximadamente 1000 veces más precisamente que para eventos anteriores.
El rompecabezas aún requería colocar otra pieza. El equipo usó el telescopio óptico Subaru de 8.2 m en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón NAOJ en Hawai para ver de dónde provenía la señal e identificó una galaxia elípticaa unos 6 mil millones de años luz de distancia. "Es la primera vez que hemos podido identificar la galaxia anfitriona de un FRB", agrega Evan Keane. La observación óptica también les dio la medición de desplazamiento al rojo la velocidad a la que la galaxia se aleja denosotros debido a la expansión acelerada del Universo, la primera vez que se ha determinado una distancia para un FRB.
Para comprender la física de tales eventos es importante conocer propiedades básicas como la posición exacta, la distancia de la fuente y si se repetirá ". Nuestro análisis nos lleva a concluir que esta nueva ráfaga de radio no es un repetidor,pero como resultado de un evento cataclísmico en esa galaxia distante ", afirma Michael Kramer del Instituto Max Planck de Radioastronomía MPIfR en Bonn, Alemania, quien analizó la estructura del perfil de radio del evento. El radiotelescopio Effelsberg de MPIfR también se usó para el seguimiento de radioobservaciones posteriores después de la alerta.
Los FRB muestran una dispersión dependiente de la frecuencia, un retraso en la señal de radio causada por la cantidad de material por el que ha pasado. "Hasta ahora, la medida de dispersión es todo lo que teníamos. Al tener también una distancia, ahora podemos medir qué tan densa es lael material está entre el punto de origen y la Tierra, y compárelo con el modelo actual de distribución de la materia en el Universo ", explica Simon Johnston, coautor del estudio, de la división de Astronomía y Ciencia Espacial de CSIRO." Esencialmente esto nos permitepesar el Universo, o al menos la materia normal que contiene "
En el modelo actual, se cree que el Universo está hecho de 70% de energía oscura, 25% de materia oscura y 5% de materia "ordinaria", la materia que hace todo lo que vemos. Sin embargo, a través de observaciones de estrellas, galaxias e hidrógeno, los astrónomos solo han podido dar cuenta de aproximadamente la mitad de la materia ordinaria, el resto no se podía ver directamente y, por lo tanto, se lo conoce como 'perdido'.
"La buena noticia son nuestras observaciones y la coincidencia del modelo, hemos encontrado la materia que falta", explica Evan Keane. "Es la primera vez que se utiliza una ráfaga de radio rápida para realizar una medición cosmológica".
"Esto muestra el potencial de los FRB como nuevas herramientas para la cosmología", concluye Michael Kramer, quien también trabajó en el cálculo para sopesar la materia faltante. "Solo piense en lo que podemos hacer cuando descubrimos cientos de estos".
Mirando hacia el futuro, se espera que la matriz de kilómetros cuadrados, con su extrema sensibilidad, resolución y amplio campo de visión, pueda detectar muchos más FRB y determinar sus galaxias anfitrionas. Una muestra mucho más grande permitirá mediciones de precisión de parámetros cosmológicos comocomo la distribución de la materia en el Universo, y proporcionar una comprensión refinada de la energía oscura.
El SUrvey para Pulsars y Extragalactic Radio Bursts SUPERB es un proyecto de astrofísica a gran escala que utiliza varios telescopios, códigos de análisis de GPU de alta velocidad, una gran supercomputadora y redes neuronales artificiales para identificar nuevos descubrimientos astrofísicos. En particular, se trata de los pulsars, y explosiones en el espacio conocidas como Fast Radio Bursts FRBs.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Radioastronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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