Una ráfaga de radio rápida podría provenir de un extraño par de estrellas

Hay extrañas señales de radio que nos hacen ping aquí en la Tierra. Es posible experimentarlos miles de veces al día si los astrónomos saben dónde encontrarlos.

Estos probablemente no sean intentos de extraterrestres para contactarnos. Los astrónomos llaman a estas ráfagas rápidas de radio (FRB) y son uno de los misterios espaciales más intrigantes de la actualidad. Estamos empezando a tener una idea de dónde podrían provenir, pero no estamos seguros de qué hacen exactamente.

Los astrónomos están trabajando en esto. Investigadores de la Universidad de Nanjing y la Universidad de Hong Kong modelaron lo que podría dar forma a uno de ellos en un artículo. publicado En Nature Communications el 21 de septiembre, FRB estudia el estallido que se repite rápidamente llamado 20201124A.

Las ráfagas de radio rápidas son cortas: la mayoría dura un segundo o dos o menos. Explotan: cuando se forman las estrellas, se cree que son tan poderosas como nuestro Sol. Dicho esto, cuando las señales nos llegan, suelen ser mucho más débiles que nuestras ondas de radio terrestres, lo que explica en parte por qué tardaron tanto en encontrarlas.

Los astrónomos han estado observando estos pequeños puntos en sus radiotelescopios durante más de una década. En 2007, los astrónomos encontraron un pulso corto y breve de una fuente desconocida a través de datos de seis años. Hasta ahora fue el primero de cientos.

Señales de lo desconocido

Lo que causa los FRB, si tienen una sola explicación, sigue sin estar claro. Los astrofísicos han sugerido conexiones con agujeros negros, estrellas de neutrones, estallidos de rayos gamma, supernovas y todo tipo de otros fenómenos distantes (sí, Incluso extraterrestres)

Un culpable popular es un magnetar: cierto tipo de estrella de neutrones de alta energía con un campo magnético extremadamente fuerte, billones de veces más fuerte que el de la Tierra. En 2020, los astrónomos la Mancha Una FRB emitida por un imán en nuestra propia galaxia.

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Aun así, no se sabe exactamente qué produce un imán en una FRB. Algunos astrónomos sospechan que tiene que ver con la forma en que giran los imanes, lo que puede producir bits predecibles de ciertos FRB, un poco como la sincronización precisa de la rotación de un reloj. púlsar. Los astrónomos llaman a esta característica «periodicidad». Sin embargo, en muchos casos no hay evidencia de esto. (Otra teoría es que algunos FRB provienen del disco de gas y polvo que se forma alrededor del agujero negro).

Para complicar aún más las cosas, cada uno de estos cientos de FRB es un animal diferente. Algunos parpadean una vez y nunca más se vuelven a ver. Algunos parpadean varias veces. Algunos permanecen en silencio durante el día, luego se encienden al azar durante un breve período de tiempo y luego se vuelven a silenciar. Y algunos parpadean docenas de veces en rápida sucesión. FRB 20201124A está firmemente en la última categoría.

Caza para FRB 20201124A

Los astrónomos lo vieron por primera vez en noviembre de 2020 (de ahí la numeración de su nombre). Tuvieron destellos de, bueno, quim—un radiotelescopio en la Columbia Británica que ahora tiene la tarea de escanear la huella dactilar del FRB. Todos los días, CHIME recorre el cielo y se detiene en un lugar durante unos minutos. Chance encontró FRB 20201124A durante uno de estos intervalos.

Al principio, parecía ser otro FRB. «Todavía no lo hemos anunciado», dijo. Adán Lanman, un astrofísico postdoctoral de la Universidad McGill que participó en la búsqueda CHIME. Eso cambiará pronto.

En abril de 2021, CHIME vio cómo FRB 20201124A se encendía metafóricamente y enviaba pulsos repetitivos. Los astrónomos de CHIME han alertado a la comunidad astronómica mundial «Después de eso, un montón de otros observatorios comenzaron a ver muchos eventos», dijo Lanman.

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Uno de esos observatorios fue FAST: el radiotelescopio más grande del mundo, ubicado en las montañas de la provincia de Guizhou, en el suroeste de China. en otro papel publicado El mismo día en Nature, los científicos que usaron FAST informaron haber visto alrededor de 2000 ráfagas de FRB 20201124A antes de que la fuente volviera a silenciarse.

«Esta gran muestra puede ayudarnos a arrojar luz sobre el origen de los FRB», dijo Wang bienUn astrofísico de la Universidad de Nanjing.

La repetición de FRB no es nueva, pero las observaciones de FAST detectaron varias huellas dactilares únicas en las ondas de radio que sugieren que algo está jugando con ellas. «FRB 20201124A tiene algunas características únicas, lo que nos motivó a construir un modelo para él», dijo Wang.

Un sistema estelar modelo

Wang y sus colegas probaron suerte con un modelo. Sugieren que FRB 20201124A proviene de un magnetar, pero no solo de un magnetar. Cuando las ondas de radio brotan de la magnetosfera, atraviesan la falda de la estrella que orbitan. Es un tipo especial de estrella llamada estrella Be, una estrella muy brillante rodeada por un disco de plasma y gas. Las ondas de radio de un FRB atravesarán ese disco, explicando sus características únicas.

«Todo es completamente especulativo, pero nada de eso es imposible», dijo. jonathan katzun astrofísico de la Universidad de Washington en St. Louis, que no era el autor.

«No he visto ningún otro artículo que entre en tantos detalles como este», dijo Lanman, que no era autor.

Pero este modelo no se ajusta perfectamente a los datos de FAST: hay algunas variaciones que no se explican por completo. «Lo que está pasando, puede ser su modelo en el centro, pero hay mucho más que eso», dijo Katz.

Por lo tanto, el modelado de FRB no es nuevo. Los astrónomos a menudo piensan que los FRB repetidos se deben a una estrella de neutrones o un agujero negro que orbita alrededor de otra estrella. Por otro lado, aún no está claro cómo se repite FRB 20201124A. Katz dice que los grupos externos aún no han podido buscar en los datos FAST evidencia de periodicidad.

Aún así, si lo que buscan los astrónomos es un imán que orbita alrededor de otra estrella, también saben dónde encontrarlo. Las mismas observaciones que construyeron el modelo ayudaron a reducir la fuente de FRB 20201124A a una galaxia específica, lo que luego podría ayudar a los astrónomos a encontrarla. Pueden hacerlo buscando otras longitudes de onda: rayos X, por ejemplo, o rayos gamma.

Los astrónomos han intentado sondear la galaxia con rayos X antes. Pero el modelo puede ayudarlos a reducir sus esfuerzos de búsqueda, y Lanman recomienda después de este trabajo: «Ciertamente, están avanzando más búsquedas de equivalentes de rayos X», dijo Lanman.

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