El astrónomo Calvin Leung estaba emocionado el verano pasado por procesar datos de un radiotelescopio recién encargado para identificar el origen de frecuentes ráfagas de intensas ondas de radio, las llamadas ráfagas de radio rápidas (FRB). La constelación del norte se origina en algún lugar de la Osa Menor. .
Leung, beneficiario de una beca postdoctoral Miller en la Universidad de California, Berkeley, espera comprender eventualmente el origen de estas misteriosas explosiones y utilizarlas para rastrear la estructura a gran escala del universo, que es la clave de su origen y evolución. Escribió gran parte del código informático que le permitió a él y a sus colegas combinar datos de varios telescopios para triangular la posición de la erupción con la distancia de un cabello.
La emoción se convirtió en preocupación cuando sus colegas del Experimento Canadiense de Mapeo de Intensidad de Hidrógeno (CHIME) activaron telescopios ópticos en el lugar y descubrieron que la fuente estaba en las afueras de una galaxia elíptica muerta hace mucho tiempo que, por todos los derechos, pertenece a esta galaxia. . No debería existir tal cosa. La estrella pensó que explotaría.
En lugar de encontrar el esperado “magnetar”, una estrella de neutrones giratoria altamente magnética que quedó del colapso del núcleo de una estrella joven y masiva, la pregunta ahora era: ¿Se puede encontrar un magnetar en su interior? ¿Vieja galaxia muerta? Dijo Leung.
Los jóvenes restos estelares, que los teóricos creen que son creados por explosiones de ondas de radio de milisegundos, deberían haber desaparecido hace mucho tiempo en la galaxia de 11.300 millones de años, que se encuentra a 2.000 millones de años luz de la Tierra y pesa 100.000 millones de veces la masa de el sol.
“No sólo es la primera FRB encontrada fuera de una galaxia muerta, sino que, en comparación con todas las demás FRB, también es la más alejada de la galaxia a la que pertenece. La ubicación de la FRB es sorprendente y “plantea preguntas sobre cómo se producen tales eventos energéticos”. pueden ocurrir regiones donde no se están formando nuevas estrellas”, dijo Vishwangi Shah, estudiante de doctorado de la Universidad McGill en Montreal, Canadá, que estudió la reforma y las explosiones. Ampliado sobre los cálculos iniciales de Leung sobre la ubicación de FRB, conocido como FRB 20240209A.
Shah es el autor correspondiente del estudio FRB publicado hoy (martes 21 de enero). Cartas de revistas astrofísicas Junto con otro artículo de colegas de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois. Leung, coautor de ambos artículos, es un desarrollador clave de los tres telescopios acompañantes, los llamados Outriggers, del conjunto de radio CHIME original ubicado cerca de Penticton, Columbia Británica. Fue mentor de Shah en McGill mientras Leung era estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y luego obtuvo una beca postdoctoral Einstein en UC Berkeley antes de la beca de Miller.
Nuevo estabilizador CHIME en California
Un tercer conjunto de radio Outrigger entrará en funcionamiento esta semana en el Observatorio Hat Creek, una instalación en el norte de California que anteriormente era propiedad y estaba operada por UC Berkeley y ahora administrada por el Instituto SETI en Mountain View. Juntas, las cuatro matrices mejorarán en gran medida la capacidad de CHIME para detectar FRB con precisión.
“Cuando se combinen con los tres estabilizadores, deberíamos poder localizar un FRB por día en su galaxia, lo cual es suficiente”, dijo Leung. “Es 20 veces mejor que CHIME, con dos conjuntos de estabilizadores”.
Con esta nueva precisión, los telescopios ópticos pueden girarse para identificar el tipo de grupos de estrellas (cúmulos globulares, galaxias espirales) que producen las explosiones y, con suerte, identificar la fuente estelar. De las aproximadamente 5.000 fuentes encontradas hasta la fecha (más del 95% de las cuales fueron descubiertas por CHIME), algunas han sido aisladas de una galaxia específica, lo que confirma que los esfuerzos por determinar si se trata de un imán o de algún otro tipo de estrella se han visto obstaculizados. la fuente.
Como se detalla en el nuevo artículo, Shah promedió muchas ráfagas de FRB repetidos para mejorar la precisión proporcionada por el conjunto CHIME y un conjunto de estabilizadores en Columbia Británica. Tras su descubrimiento en febrero de 2024, los astrónomos registraron 21 estallidos más hasta el 31 de julio. Desde que se envió el artículo, Shavin Andrews del MIT ha agregado datos de un segundo estabilizador en el Observatorio Greenbank en Virginia Occidental para confirmar la posición publicada de Shah con una precisión 20 veces mayor. .
“Este resultado desafía las teorías existentes que vinculan el origen de los FRB con fenómenos en galaxias con formación de estrellas”, dijo Shah. “La fuente puede estar en un cúmulo globular, una región densa de estrellas viejas y muertas fuera de la galaxia. Si se confirma, esto convertiría a FRB 20240209A en sólo el segundo FRB asociado con un cúmulo globular”.
Sin embargo, señaló que el segundo FRB producido en un cúmulo globular pertenecía a una galaxia viva, no a una vieja elíptica en la que la formación estelar se había detenido hace miles de millones de años.
“Está claro que todavía hay mucho espacio para descubrimientos interesantes en lo que respecta a los FRB y sus entornos”, dijo Tarane Iftikhari, quien posee una beca posdoctoral Einstein en Northwestern y primer autor del segundo artículo que puede tener la clave para descubrir secretos. “. .
“CHIME y sus telescopios estabilizadores nos permitirán medir la astrofísica a un nivel comparable al del Telescopio Espacial Hubble o al Telescopio Espacial James Webb”, añadió Leung. “Es un radiotelescopio asombroso”.
Estos estudios contaron con el apoyo de la Fundación Gordon y Betty Moore, la NASA, el Instituto Científico del Telescopio Espacial, la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación David y Lucile Packard, la Fundación Alfred P. Sloan, la Corporación de Investigación para el Avance de la Ciencia, la Fundación Canadiense Instituto para el Avance. Consejo de Investigación, Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá, Fundación Canadiense para la Innovación y el Instituto Espacial Trotter en McGill.
