Las ráfagas de radio rápidas, o FRB, se encienden durante unos mili-segundos antes de desaparecer sin dejar rastro. Se desconocen sus orígenes y su aparición es impredecible. En la década posterior a su descubrimiento en 2007, solo se habían visto 140 FRB.
Ahora, gracias al lanzamiento de un gran telescopio estacionario en el interior de la Columbia Británica en 2018, el número de nuevos FRB detectados casi se ha cuadriplicado, para un total de 535. Además, el Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME / FRB), una colaboración interuniversitaria dirigida por McGill, ha elaborado el primer catálogo CHIME / FRB, que se presentará esta semana en la Reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense.
Esta vista aérea muestra el Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno (CHIME), un radiotelescopio ubicado en Dominion Radio Astrophysical Observatory en Columbia Británica. Créditos: Richard Shaw / UBC / CHIME Collaboration
CHIME es único en el sentido de que observa todo el cielo del norte una vez al día. Las señales de más de mil antenas se procesan digitalmente en tiempo real para permitir mediciones de alta sensibilidad en una amplia gama de frecuencias. Ya está dando pistas sobre las propiedades de los FRB. Por ejemplo, puede haber distintos tipos de eventos FRB, según la forma de la ráfaga y el rango de frecuencias de radio que comprende.
¿Diferentes cualidades astrofísicas subyacentes a diferentes clases de FRB?
Entre los 535 FRB en el nuevo catálogo de CHIME / FRB, los científicos han identificado 18 fuentes de FRB que explotan repetidamente, mientras que el resto parece ser único. Los repetidores también se ven diferentes, y cada ráfaga dura un poco más y emite frecuencias de radio más enfocadas que las ráfagas de FRB individuales que no se repiten.
“En algunos casos, se necesitan miles de horas de observaciones para detectar una sola ráfaga de algunos FRB, mientras que otros se han repetido en el lapso de decenas de horas”, dice Pragya Chawla, candidata a doctorado en el Departamento de Física de McGill. “Nuestra muestra actual indica que existen diferencias significativas en las propiedades de los repetidores y no repetidores y los estudios futuros nos permitirán determinar si los dos tipos de eventos son generados por diferentes fenómenos astrofísicos”.
Los FRB pueden distribuirse por el cielo
A partir de los FRB que ha detectado CHIME, los científicos han calculado que las ráfagas de radio rápidas y brillantes ocurren a una tasa de aproximadamente 800 por día, la estimación más precisa de la tasa general de FRB hasta la fecha. Cuando comenzaron a mapear las ubicaciones de los FRB observados entre 2018-2019, los investigadores encontraron que los estallidos se distribuían uniformemente por el cielo, lo que sugiere que la población de FRB se extiende por todo el Universo y no se encuentra simplemente en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Para cada uno de los 535 FRB que detectó CHIME, los investigadores midieron su dispersión y encontraron que la mayoría de las explosiones probablemente se originaron en fuentes lejanas dentro de galaxias distantes.
El hecho de que las explosiones fueran lo suficientemente brillantes como para ser detectadas por CHIME sugiere que deben haber sido producidas por fuentes extremadamente energéticas. Con más observaciones, los astrónomos esperan precisar pronto los orígenes extremos de estas señales curiosamente brillantes.
“Los FRB también llevan información sobre el medio por el que viajan”, agrega Saurabh Singh, investigador postdoctoral en el Departamento de Física de McGill. “Con el aumento significativo de sus detecciones en un rango de distancias de nosotros, ofrecen potencialmente una medida independiente de la distribución de la materia en el Universo”.
A medida que las ondas de radio viajan por el espacio, cualquier gas interestelar o plasma en el camino puede distorsionar o dispersar las propiedades y la trayectoria de la onda. El grado en que se dispersa una onda de radio puede dar pistas sobre la cantidad de gas que atravesó y posiblemente la distancia que ha viajado desde su fuente. Los investigadores también planean usar las explosiones y sus estimaciones de dispersión para mapear la distribución del gas en todo el universo.
Una máquina de detección de FRB: mirando tanto de lejos como de cerca
Los científicos apenas están comenzando a explorar el rico mundo de los FRB gracias a las observaciones de CHIME. “Tener una gran muestra de FRB abre innumerables posibilidades. Como ejemplo, ahora estamos en la era del uso de FRB como sondas cosmológicas ”, dice Alex Josephy, estudiante de doctorado en Física en McGill. “Podemos empezar a examinar estructuras a gran escala: cúmulos de miles de galaxias. Podemos ayudar a mapear la distribución de la materia oscura cósmica y estudiar la evolución de la materia a lo largo de la historia de nuestro Universo “.
“Los FRB cercanos, como algunos de los descritos en este catálogo de CHIME / FRB, son sin duda las mejores fuentes para probar modelos de los orígenes y propiedades de los FRB”, agrega Mohit Bhardwaj, estudiante de doctorado en el Departamento de Física de McGill. “Si queremos aprender más sobre los FRB, como si brillan con luz óptica o de rayos X, los FRB cercanos son nuestras mejores opciones”.
A medida que el telescopio detecta más FRB, los científicos esperan precisar más claramente qué tipo de fenómenos exóticos podrían generar estas señales ultrabrillantes y ultrarrápidas.
Fuente: Universidad McGill
