Las misteriosas ráfagas de radio de FRB 121102 podrían proceder de una estrella de neutrones
Las rotaciones en las ondas procedentes de un extraño objeto a 3.000 millones de años luz de distancia han dejado perplejos a los astrónomos.
Hay un nuevo giro en la historia de uno de los objetos más extraños del firmamento.
Dicho objeto misterioso, a unos 3.000 años luz de distancia, emite de forma continua gigantescas ráfagas de ondas de radio en el cosmos. Los científicos han conseguido detectar en dichas ondas la señal en espiral de un campo magnético extremadamente fuerte, lo que sugiere que esa rareza cósmica existe en un entorno galáctico intenso que contiene una poderosa fuente magnética.
El descubrimiento se suma al conocimiento de los astrónomos de este fenómeno conocido como ráfagas rápidas de radio o FRB, por sus siglas en inglés, explosiones de ondas de radio de gran energía que duran escasas fracciones de segundo. También permite que los investigadores se hagan una idea más clara de cómo son las condiciones en un rincón muy distante del universo.
«Estamos explorando directamente el entorno local de una fuente en una galaxia a miles de millones de años luz de distancia», afirma Emily Petroff de ASTRON, el Instituto Neerlandés de Radioastronomía. «Es como tener el poder hacer zoom con un aumento de miles de millones de veces sobre un objeto extremo en otro lugar del universo».
Aunque se desconoce la fuente exacta del magnetismo, es posible que esta FRB esté junto a un agujero negro supermasivo, como el que hay cerca del centro de nuestra galaxia, o envuelta en los restos caóticos de una explosión estelar.
«En las próximas semanas, esperamos que los teóricos más creativos ideen explicaciones que todavía no se nos hayan ocurrido», afirma Jason Hessels, de ASTRON, miembro del equipo que ha publicado sus observaciones en Nature y en la 231º reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en Maryland.
La rotación de Faraday
El extraño objeto, denominado FRB 121102, anunció su presencia a los astrónomos de la Tierra por primera vez en 2012, cuando el telescopio gigante del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico detectó una ráfaga rápida de ondas de radio increíblemente enérgica.
Aunque las ráfagas rápidas de radio llevan años desconcertando a los astrónomos, esta fue la primera detectada en Arecibo. Durante años, los astrónomos siguieron estudiando el lugar del firmamento del que procedía con la esperanza de reunir pruebas que contribuyeran a resolver el enigma cósmico.
En 2015, Arecibo detectó que FRB 121102 se repetía. Desde entonces, el mismo objeto ha emitido más de 200 ráfagas de ondas de radio a través del universo y por ahora es la única ráfaga rápida de radio que se repite entre las casi 30 que conocemos.
El año pasado, los astrónomos pudieron detectar el origen de la ráfaga en una galaxia en particular, una pequeña mancha difusa que está produciendo estrellas frenéticamente a 3.000 millones de años luz de distancia en la constelación Auriga.
Y ahora, a partir de datos recopilados en Arecibo durante la Navidad de 2016, Hessels y sus colegas han sido capaces de estudiar las ondas de radio procedentes de la FRB en una frecuencia más alta y esta vez han observado una rotación en dichas ráfagas. La señal, conocida como efecto Faraday, se produce cuando las ondas de radio se retuercen a medida que atraviesan campos magnéticos. Pero estas ondas tienen una rotación tan fuerte que significa que FRB 121102 debe encontrarse cerca de un campo magnético de gran intensidad.
«Esta fuente es extraña porque se repite y ahora es extraña porque tiene una medida de rotación enorme», afirma Hessels.
Agujeros negros y nubes de gas
Aunque ahora los científicos sospechan que una estrella de neutrones –el cadáver denso de una estrella que era mucho más grande– es responsable de emitir estas ráfagas de radio, no están seguros de qué es lo que provoca exactamente este magnetismo. FRB 121102 no es el único objeto con una huella dactilar magnética, pero es 500 veces más fuerte que otras ráfagas que presentan rotación, lo que significa que en ese entorno está ocurriendo algo inusual, incluso según los estándares de las extrañas ráfagas rápidas de radio.
Una posible explicación para la fuerza de ese campo magnético es un agujero negro supermasivo cercano que tuviera la masa de miles de soles, quizá el que se cree que se encuentra en el centro de la galaxia de la que procede esta ráfaga.
Esto se debe a que, en nuestra Vía Láctea, un púlsar cerca del centro galáctico también emite ondas con una fuerte rotación de Faraday, según explica Hessels. De hecho, es el único objeto con una rotación magnética que se acerca a lo que se ha observado en FRB 121102.
«Que un agujero negro esté implicado tendría sentido de alguna forma, especialmente porque es el único lugar en el que hemos observado campos magnéticos tan fuertes», afirma Petroff. Pero también señala que «es posible que lo que esté ocurriendo alrededor de FRB 121102 carezca de equivalente en nuestra propia galaxia».
Otra posibilidad es que la fuente de la FRB sea muy joven y se encuentre en el interior de una nebulosa formada por una supernova reciente, una explosión que ocurre cuando una gran estrella crece y muere. Estas erupciones letales son uno de los fenómenos más violentos del cosmos y dejan atrás vestigios intrigantes, como estrellas de neutrones. Si la fuente es un magnetar (un tipo de estrella de neutrones) y está siendo ampliada de forma natural por un cúmulo magnético de gas y polvo, esto también podría explicar las observaciones.
«Los bucles densos de materia magnética vinculados al gas turbulento que rodea los restos de una supernova reciente serían una explicación convincente», afirma Jean-Pierre MacQuart de la Universidad Curtin, Australia.
Según él, tanto un agujero negro supermasivo como un remanente de supernova son compatibles con los datos, al menos por ahora: «Estoy seguro de que, con el tiempo, la comunidad astronómica hará aparecer abundantes escenarios alternativos que expliquen el entorno de esta FRB».
