Los astrónomos de la Universidad de Penn State han descubierto que los misteriosos "silbidos cósmicos" conocidos como ráfagas de radio rápidas pueden ser un gran golpe, en algunos casos liberando mil millones de veces más energía en rayos gamma que en ondas de radio y rivalizando con los cataclismos estelaresconocido como supernovas en su poder explosivo. El descubrimiento, el primer hallazgo de emisión no radioeléctrica de una ráfaga de radio rápida, aumenta drásticamente las apuestas para modelos de ráfagas de radio rápidas y se espera que estimule aún más los esfuerzos de los astrónomos para perseguir yidentifique contrapartes de larga duración para ráfagas de radio rápidas utilizando rayos X, ópticos y radiotelescopios.
Las ráfagas de radio rápidas, a las que los astrónomos se refieren como FRB, se descubrieron por primera vez en 2007, y en los años transcurridos desde que los radioastrónomos han detectado algunas docenas de estos eventos. Aunque duran solo milisegundos en cualquier frecuencia, sus grandes distancias desde la Tierra- y grandes cantidades de plasma interviniente - retrasan su llegada a frecuencias más bajas, esparcen la señal durante un segundo o más y producen un distintivo "silbido" descendente a través de la banda típica del receptor de radio.
"Este descubrimiento revoluciona nuestra imagen de los FRB, algunos de los cuales aparentemente se manifiestan como un silbido y una explosión", dijo el coautor Derek Fox, profesor de astronomía y astrofísica de Penn State. El silbato de radio se puede detectar por radio terrestretelescopios, mientras que la explosión de rayos gamma puede ser captada por satélites de alta energía como la misión Swift de la NASA. "Las estimaciones de velocidad y distancia para FRBs sugieren que, sean lo que sean, son un fenómeno relativamente común, que ocurre en algún lugar del universo más que2,000 veces al día "
Los esfuerzos para identificar contrapartes FRB comenzaron poco después de su descubrimiento, pero hasta ahora han quedado vacíos. En un artículo publicado el 11 de noviembre en Letras del diario astrofísico el equipo de Penn State, dirigido por el estudiante graduado de física James DeLaunay, informa una emisión brillante de rayos gamma de la ráfaga de radio rápida FRB 131104, nombrada después de la fecha en que ocurrió, 4 de noviembre de 2013. "Comencé esta búsqueda de contrapartes FRB sinesperando encontrar algo ", dijo DeLaunay." Esta explosión fue la primera que incluso tenía datos útiles para analizar. Cuando vi que mostraba una posible contraparte de rayos gamma, ¡no podía creer mi suerte! "
El descubrimiento de la "explosión" de rayos gamma de FRB 131104, la primera contraparte no radioeléctrica de cualquier FRB, fue posible gracias al satélite Swift en órbita terrestre de la NASA, que observaba la parte exacta del cielo donde se produjo FRB 131104 comoEl estallido fue detectado por el radiotelescopio del Observatorio Parkes en Parkes, Australia. "Swift siempre está observando el cielo en busca de explosiones de rayos X y rayos gamma", dijo Neil Gehrels, investigador principal de la misión y jefe del Laboratorio de Física de Astropartículas enCentro de vuelo espacial Goddard de la NASA: "Qué delicia fue captar este destello de una de las misteriosas ráfagas rápidas de radio".
"Aunque los teóricos habían anticipado que los FRB podrían estar acompañados por rayos gamma, la emisión de rayos gamma que vemos del FRB 131104 es sorprendentemente duradera y brillante", dijo Fox. La duración de la emisión de rayos gamma, de dos a dosseis minutos, es muchas veces la duración en milisegundos de la emisión de radio. Y la emisión de rayos gamma del FRB 131104 eclipsa sus emisiones de radio en más de mil millones de veces, elevando drásticamente las estimaciones de los requisitos de energía de la explosión y sugiriendo graves consecuencias para el entorno de la explosión.y galaxia anfitriona.
Existen dos modelos comunes para la emisión de rayos gamma de los FRB: uno que invoca eventos de destellos magnéticos de magnetares, estrellas de neutrones altamente magnetizadas que son los restos densos de estrellas colapsadas, y otro que invoca la fusión catastrófica de dos estrellas de neutrones, colisionando conforman un agujero negro. Según el coautor Kohta Murase, profesor y teórico de Penn State, "La liberación de energía que vemos es un desafío para el modelo magnetar a menos que la explosión esté relativamente cerca. La larga escala de tiempo de la emisión de rayos gamma, aunque inesperada enambos modelos, podrían ser posibles en un evento de fusión si observamos la fusión desde un lado, en un escenario fuera del eje ".
"De hecho, la energía y la escala de tiempo de la emisión de rayos gamma coinciden mejor con algunos tipos de supernovas, o con algunos de los eventos de acumulación de agujeros negros supermasivos que Swift ha visto", dijo Fox. "El problema es queningún modelo existente predice que veríamos un FRB en estos casos "
La brillante emisión de rayos gamma del FRB 131104 sugiere que la explosión, y otras similares, podrían estar acompañadas de emisiones de rayos X, ópticas o de radio de larga duración. Dichas contrapartes se ven de manera confiable a raíz de una energía cósmica comparablemente energéticaexplosiones, incluidos los cataclismos a escala estelar supernovas, destellos de magnetar y explosiones de rayos gamma y la actividad de acreción episódica o continua de los agujeros negros supermasivos que comúnmente acechan en los centros de las galaxias.
De hecho, las observaciones ópticas y de rayos X de Swift se llevaron a cabo dos días después de FRB 131104, gracias al rápido análisis realizado por radioastrónomos que no conocían la contraparte de rayos gamma y una respuesta ágil del equipo de operaciones de la misión Swift, con sede en Penn State. A pesar de esta respuesta relativamente bien coordinada, no se observó una contraparte de rayos X, ultravioleta u óptica de larga duración.
Los autores esperan participar en futuras campañas dirigidas a descubrir más contrapartes de FRB y, de esta manera, finalmente revelar las fuentes responsables de estos eventos ubicuos y misteriosos. "Idealmente, estas campañas comenzarían poco después del estallido y continuarían durante variossemanas después para asegurarse de que no se pierda nada. Quizás tengamos aún más suerte la próxima vez ", dijo DeLaunay.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Barbara K. Kennedy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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