Ciencia.-Más de 500 señales cósmicas FRB en el primer año del telescopio CHIME

MADRID, 9 (EUROPA PRESS)

El gran radiotelescopio estacionario CHIME, situado en la Columbia Británica (Canadá), ha detectado más de 500 misteriosas ráfagas de radio rápidas (FRB), en su primer año de funcionamiento.

Estas observaciones cuadriplican el número de ráfagas de radio conocidas y revelan dos tipos de FRB: únicas y repetitivas, informa el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts).

Las ráfagas de radio rápidas son destellos de luz extrañamente brillantes, que se registran en la banda de radio del espectro electromagnético, y que arden durante unos pocos milisegundos antes de desaparecer sin dejar rastro. Se han visto en diversas y distantes partes del universo, así como en nuestra propia galaxia. Se desconoce su origen y su aparición es imprevisible. Desde que se descubrió la primera en 2007, los radioastrónomos sólo han visto unas 140 explosiones en sus visores.

Ahora, el radiotelescopio CHIME, del Experimento Canadiense de Mapeo de la Intensidad del Hidrógeno, ha detectado 535 nuevos estallidos de radio rápidos durante su primer año de funcionamiento, entre 2018 y 2019.

Los científicos de la Colaboración CHIME, entre los que se encuentran investigadores del MIT, han reunido las nuevas señales en el primer catálogo de FRB del telescopio, que han presentado en la Reunión de la Sociedad Astronómica Americana.

El nuevo catálogo amplía significativamente la biblioteca actual de FRB conocidas, y ya está dando pistas sobre sus propiedades. Por ejemplo, los estallidos recién descubiertos parecen dividirse en dos clases distintas: los que se repiten y los que no. Los científicos han identificado 18 fuentes de FRB que estallan repetidamente, mientras que el resto parecen ser únicas. Las repetidoras también tienen un aspecto diferente, ya que cada estallido dura un poco más y emite frecuencias de radio más concentradas que los estallidos de las FRB únicas, que no se repiten.

Estas observaciones sugieren claramente que las repeticiones y los estallidos únicos provienen de mecanismos y fuentes astrofísicas diferentes. Con más observaciones, los astrónomos esperan poder precisar pronto los orígenes extremos de estas señales curiosamente brillantes.

"Antes de CHIME, había menos de 100 FRB descubiertas en total; ahora, después de un año de observación, hemos descubierto cientos más --destaca Kaitlyn Shin, miembro de CHIME y estudiante de posgrado en el Departamento de Física del MIT--. Con todas estas fuentes podemos empezar a hacernos una idea de cómo son los FRB en su conjunto, qué astrofísica podría estar impulsando estos eventos y cómo pueden utilizarse para estudiar el universo en el futuro".

El CHIME está formado por cuatro enormes antenas de radio parabólicas, con el tamaño y la forma de medias cañas de snowboard, situadas en el Dominion Radio Astrophysical Observatory de la Columbia Británica.

El telescopio recibe cada día señales de radio de la mitad del cielo mientras la Tierra gira. Mientras que la mayor parte de la radioastronomía se realiza girando una gran antena parabólica para enfocar la luz de diferentes partes del cielo, el CHIME mira fijamente, sin movimiento, al cielo, y enfoca las señales entrantes utilizando un correlacionador, un potente procesador digital de señales que puede trabajar con enormes cantidades de datos, a una velocidad de unos 7 terabits por segundo, equivalente a un poco del tráfico mundial de Internet.

"El procesamiento digital de señales es lo que hace que el CHIME pueda reconstruir y 'mirar' en miles de direcciones simultáneamente --explica Kiyoshi Masui, profesor adjunto de física del MIT--. Eso es lo que nos ayuda a detectar los FRB con una frecuencia mil veces mayor que un telescopio tradicional".

Durante el primer año de funcionamiento, detectó 535 nuevas ráfagas de radio rápidas. Cuando los científicos cartografiaron su ubicación, descubrieron que las ráfagas estaban distribuidas uniformemente en el espacio, pareciendo surgir de cualquier parte del cielo.

A partir de las FRB que pudo detectar, los científicos calcularon que los estallidos de radio rápidos, lo suficientemente brillantes como para ser vistos por un telescopio como el CHIME, se producen a un ritmo de unos 9.000 por día en todo el cielo, la estimación más precisa de la tasa global de FRB hasta la fecha.

"Eso es lo bonito de este campo: las FRB son realmente difíciles de ver, pero no son infrecuentes --apunta Masui, miembro del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT--. Si tus ojos pudieran ver los destellos de radio de la misma manera que puedes ver los destellos de las cámaras, los verías todo el tiempo si simplemente miraras hacia arriba".

Cuando las ondas de radio viajan por el espacio, cualquier gas interestelar, o plasma, que se encuentre en el camino puede distorsionar o dispersar las propiedades y la trayectoria de la onda. El grado de dispersión de una onda de radio puede dar pistas sobre la cantidad de gas que ha atravesado y, posiblemente, la distancia que ha recorrido desde su origen.

Para cada una de las 535 FRB detectadas por el CHIME, Masui y sus colegas midieron su dispersión y descubrieron que la mayoría de las explosiones probablemente se originaron en fuentes lejanas dentro de galaxias distantes.

El hecho de que los estallidos fueran lo suficientemente brillantes como para ser detectados por CHIME sugiere que deben haber sido producidos por fuentes extremadamente energéticas. A medida que el telescopio detecte más FRB, los científicos esperan poder determinar con exactitud qué tipo de fenómenos exóticos podrían generar estas señales ultrabrillantes y ultrarrápidas.

Los científicos también planean utilizar las ráfagas, y sus estimaciones de dispersión, para trazar un mapa de la distribución del gas en el universo.

"Cada FRB nos da cierta información sobre la distancia a la que se han propagado y la cantidad de gas que han atravesado --afirma Shin--. Con un gran número de FRB es de esperar que podamos averiguar cómo se distribuyen el gas y la materia a escalas muy grandes en el universo. Así que, junto al misterio de lo que son las FRB en sí mismas, también está el emocionante potencial de las FRB como potentes sondas cosmológicas en el futuro".