Un equipo de astrónomos detecta la ráfaga rápida de radio más distante hasta la fecha
19 de Octubre de 2023
Un equipo internacional ha detectado una remota explosión de ondas de radio cósmicas que ha durado menos de un milisegundo. Esta “ráfaga rápida de radio” (FRB por sus siglas en inglés, fast radio burst) es la más distante jamás detectada. Su fuente fue localizada por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en una galaxia tan lejana que su luz ha tardado ocho mil millones de años en llegar hasta nosotros. Esta FRB es también una de las más energéticas jamás observadas: en una pequeña fracción de segundo liberó el equivalente a la emisión total de nuestro Sol durante 30 años.
El descubrimiento de este estallido, denominado FRB 20220610A, fue realizado en junio del año pasado por el radiotelescopio ASKAP, situado en Australia [1], y batió, en un 50 por ciento, el récord de distancia anterior que tenía el equipo.
"Usando el conjunto de antenas de ASKAP pudimos determinar con precisión de dónde vino el estallido", afirma Stuart Ryder, astrónomo de la Universidad Macquarie (Australia) y coautor principal del estudio publicado hoy en la revista Science. "Luego utilizamos [el sistema delVLT de ESO], en Chile, para buscar la galaxia originaria [2], y descubrimos que es más antigua y más lejana que cualquier otra fuente de FRB encontrada hasta la fecha y que probablemente está dentro de un pequeño grupo de galaxias que se están fusionando.
El descubrimiento confirma que los FRB se pueden utilizar para medir la materia "que falta" entre las galaxias, proporcionando una nueva forma de "pesar" el Universo.
Los métodos actuales para estimar la masa del universo proporcionan respuestas contradictorias y desafían el modelo estándar de cosmología. "Si contamos la cantidad de materia normal que hay en el Universo (los átomos de los que estamos hechos) encontramos que falta más de la mitad de lo que debería haber a día de hoy", declara Ryan Shannon, profesor de la Universidad Tecnológica de Swinburne (Australia), quien también codirigió el estudio. "Creemos que la materia que falta se esconde en el espacio entre galaxias, pero puede que sea tan caliente y difusa que sea imposible verla usando técnicas normales".
“Las ráfagas rápidas de radio detectan este material ionizado. Incluso en un espacio que está casi perfectamente vacío, pueden “ver” todos los electrones, y eso nos permite medir cuánta materia hay entre las galaxias", afirma Shannon.
Detectar FRB distantes es clave para medir con precisión la materia “perdida” del Universo, tal y como demostró el fallecido astrónomo australiano Jean-Pierre (“J-P”) Macquart en 2020. "J-P demostró que cuanto más lejos está una ráfaga rápida de radio, más gas difuso revela entre las galaxias. Esto ahora se conoce como relación de Macquart. Algunas ráfagas rápidas de radio recientes parecieron romper esta relación. Nuestras mediciones confirman que la relación Macquart se extiende más allá de la mitad del universo conocido", afirma Ryder.
"Aunque todavía no sabemos qué causa estas explosiones masivas de energía, el artículo confirma que las ráfagas rápidas de radio son eventos comunes en el cosmos y que podremos utilizarlas para detectar materia entre galaxias y comprender mejor la estructura del universo", declara Shannon.
El resultado representa el límite de lo que se puede lograr con los telescopios actuales, aunque la comunidad astronómica pronto dispondrá de herramientas para detectar estallidos aún más antiguos y distantes, precisar sus galaxias originarias y medir la materia que falta en el Universo. Actualmente, el Observatorio Square Kilometre Array está construyendo dos radiotelescopios en Sudáfrica y Australia que serán capaces de detectar miles de FRB, incluidos algunos muy distantes que no pueden detectarse con las instalaciones actuales. El Extremely Large Telescope de ESO, un telescopio de 39 metros que se está construyendo en el desierto chileno de Atacama, será uno de los pocos telescopios capaces de estudiar las galaxias donde se originan estos estallidos, incluso los que se encuentran más lejos que FRB 20220610A.
Notas
[1] El telescopio ASKAP pertenece y está operado por CSIRO, la agencia científica nacional de Australia, en Wajarri Yamaji Country, en Australia Occidental
[2] El equipo utilizó datos obtenidos con tres instrumentos instalados en el VLT de ESO: FORS2 (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph 2, espectrógrafo de baja dispersión y reductor focal 2), X-shooter y HAWK-I (High Acuity Wide-field K-band Imager, generador de imágenes en banda K de campo amplio y alta agudeza). En el estudio también se utilizaron datos del Observatorio Keck en Hawái (EE. UU).
Información adicional
Este trabajo de investigación se ha presentado en el artículo científico titulado “A luminous fast radio burst that probes the Universe at redshift 1” y publicado en la revista Science.
<>El equipo está compuesto por S. D. Ryder (Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad Macquarie, Australia [SMPS]; Centro de Investigación de Astrofísica y Tecnologías Espaciales, Universidad Macquarie, Sídney, Australia [ASTRC]); K. W. Bannister (Instalación Nacional del Telescopio de Australia, Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth, Espacio y Astronomía, Australia [CSIRO]); S. Bhandari (Instituto Holandés de Radioastronomía, Países Bajos; Instituto Conjunto Europeo de Interferometría de Muy Larga Línea de Base, Países Bajos); A. T. Deller (Centro de Astrofísica y Supercomputación, Universidad Tecnológica de Swinburne, Australia [CAS]); R. D. Ekers (CSIRO; Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía, Instituto Curtin de Radioastronomía, Universidad de Curtin, Australia [ICRAR]); M. Glowacki (ICRAR); A. C. Gordon (Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinar en Astrofísica, Universidad Northwestern, EE. UU. [CIERA]); K. Gourdji (CAS); C. W. James (ICRAR); C. D. Kilpatrick (CIERA; Departamento de Física y Astronomía, Universidad Northwestern, EE. UU.); W. Lu (Departamento de Astronomía, Universidad de California, Berkeley, EE. UU.; Centro de Astrofísica Teórica, Universidad de California, Berkeley, EE. UU.); L. Marnoch (SMPS; ASTRC; CSIRO; Centro de Excelencia del Consejo Australiano de Investigación para Astrofísica de Todo el Cielo en 3 Dimensiones, Australia); V. A. Moss (CSIRO); J. X. Prochaska (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Universidad de California, Santa Cruz, EE. UU. [Santa Cruz]; Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo, Japón); H. Qiu (Observatorio SKA, Jodrell Bank, Reino Unido); E. M. Sadler (Instituto de Astronomía de Sídney, Facultad de Física, Universidad de Sídney, Australia; CSIRO); S. Simha (Santa Cruz); M. W. Sammons (ICRAR); D. R. Scott (ICRAR); N. Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica De Valparaíso, Chile) y R. M. Shannon (CAS).
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