Agencias/Ciudad de México.- Pulsos de radio procedentes del universo distante que duran sólo una millonésima de segundo han sido descubiertos después de un examen de datos de archivo de una fuente conocida de milisegundos.
No está claro cómo se crean estas primeras ráfagas ultrarrápidas de microsegundos conocidas. Los investigadores, dirigidos por el doctorando Mark Snelders de ASTRON (Netherlands Research School for Astronomy) y la Universidad de Amsterdam, publicaron el hallazgo en Nature Astronomy.
Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son destellos de ondas de radio impredecibles y extremadamente cortas mucho más allá de nuestra Vía Láctea. Posiblemente sean causados por estrellas de neutrones magnéticas, también conocidas como magnetares. Las primeras explosiones se descubrieron en 2007. Hasta ahora, la mayoría de las explosiones duran más de una milésima de segundo y emiten tanta energía como la que genera nuestro sol en un día.
En 2022, investigadores de la Universidad de Ámsterdam y ASTRON plantearon la hipótesis de que podría haber ráfagas que durarían no milésimas, sino sólo millonésimas de segundo. “Durante las reuniones de nuestro grupo, hablábamos a menudo de ello”, dice Mark Snelders en un comunicado. “Por coincidencia, descubrí que había un conjunto de datos públicos que podíamos utilizar para esto”.
Los investigadores holandeses utilizaron un archivo público de Breakthrough Listen, un proyecto diseñado para buscar vida extraterrestre. Ese archivo, procedente del Telescopio Green Bank (Estados Unidos), contenía cinco horas de datos de la conocida ráfaga de radio rápida y repetida FRB 20121102A situada a unos tres mil millones de años luz de distancia, hacia la constelación de Auriga.
A team of space scientists from several institutions in The Netherlands, two in the U.S. and one in Sweden, has found evidence of multiple microsecond-length fast radio bursts by analyzing data from the Green Bank Telescope. https://t.co/HlcX5TBXSI
📷: P.Vosteen (NSF/BGO/AUI) pic.twitter.com/4hSPMADPTc
— AUI (@DiscoverAUI) September 1, 2023
Los datos son algo comparables a una película. Los investigadores dividieron cada segundo de los primeros treinta minutos de datos en medio millón de imágenes individuales. Luego, utilizaron filtros de software y aprendizaje automático para buscar valores atípicos. De esta forma, descubrieron ocho ráfagas ultrarrápidas que duraron sólo diez millonésimas de segundo o menos.
Ahora que se ha detectado la primera fuente ultrarrápida de microsegundos, los investigadores esperan encontrar más fuentes de este tipo. Sin embargo, encontrarlos puede ser más fácil de decir que de hacer, ya que algunos archivos de datos no están lo suficientemente detallados como para cortarlos en medio millón de pedazos por segundo.
En última instancia, los investigadores quieren utilizar las explosiones para crear una especie de mapa del espacio entre estrellas y galaxias. Con un mapa de este tipo, pueden comprender mejor cómo las galaxias son alimentadas por el gas circundante.
Comparando el rango de escalas de tiempo y luminosidades, encontramos que FRB 20200120E cierra la brecha entre los jóvenes púlsares y magnetares galácticos conocidos y los FRB extragalácticos mucho más distantes. Esto sugiere un mecanismo común de emisión impulsado magnéticamente que abarca muchos órdenes de magnitud en escala de tiempo y luminosidad. En este trabajo, investigamos una región relativamente inexplorada del espacio de fase transitoria de corta duración; Destacamos que probablemente existe una población de transitorios de radio ultrarrápidos en escalas de tiempo de nanosegundos a microsegundos, a los que las búsquedas actuales de FRB son insensibles.
Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son transitorios extragalácticos con duraciones típicas de milisegundos. Sin embargo, se ha demostrado que los FRB fluctúan en una amplia gama de escalas de tiempo: algunos muestran subráfagas de menos de microsegundos, mientras que otros duran hasta unos pocos segundos en total. Sondear los FRB en una variedad de escalas de tiempo es crucial para comprender la física de sus emisiones, cómo detectarlos de manera efectiva y cómo maximizar su utilidad como sondas astrofísicas. FRB 20121102A es la primera fuente de FRB repetida conocida. Aquí mostramos que FRB 20121102A es capaz de producir ráfagas aisladas de microsegundos de duración cuyas duraciones totales son más de diez veces más cortas que todas las demás FRB conocidas. Las propiedades polarimétricas de estas microexplosiones se asemejan a las de las explosiones más duraderas, lo que sugiere un mecanismo de emisión común que produce FRB con una duración de un factor de 1000. Además, este trabajo muestra que existe una población de ráfagas de radio ultrarrápidas que las búsquedas actuales de FRB de campo amplio faltan debido a una resolución temporal insuficiente.
#RUPhysics FRB 20121102A: images of the bursts and the varying radio counterpart https://t.co/R3J0Q180M5
— RhodesResearch (@RhodesResearch) October 10, 2023
