Señal de radio estelar: ¿De dónde viene?

En las últimas semanas, un equipo de astrónomos detectó un fenómeno nunca antes identificado, que fue registrado por los radiotelescopios ASKAP y MeerKAT a unos 15.820 años luz de la Tierra.

Además de las observaciones con grandes telescopios terrestres y espaciales, hay una manera que desde hace décadas busca la respuesta a la gran pregunta que se ha hecho el ser humano por siglos: ¿Estamos solos en el Universo? Y esta forma es a través de las señales de radio que llegan a nuestro planeta.

Continuamente y desde hace décadas, grandes radiotelescopios escanean los cielos para captar alguna señal proveniente del espacio profundo. Generalmente, lo identificado tiene que ver con manifestaciones relacionadas con explosiones de estrellas lejanas. Pero en las últimas semanas algo fuera de lo común llamó la atención de un grupo de astrónomos internacionales. Sus hallazgos fueron publicados en Nature Astronomy.

“Recientemente, descubrimos un transitorio de radio que no se parece a nada que los astrónomos hayan visto antes. No solo tiene un ciclo de casi una hora de duración (el más largo jamás visto), sino que a lo largo de varias observaciones lo vimos a veces emitiendo destellos largos y brillantes, a veces pulsos rápidos y débiles, y a veces nada en absoluto. No podemos explicar del todo lo que está pasando aquí. Lo más probable es que se trate de una estrella de neutrones muy inusual, pero no podemos descartar otras posibilidades”, explicó la doctora en astronomía Manisha Caleb.

La señal percibida por los telescopios australianos

La experta afirmó que “cuando los astrónomos dirigen los radiotelescopios hacia el espacio, a veces detectamos ráfagas esporádicas de ondas de radio que se originan en la vasta extensión del universo. Los llamamos ‘transitorios de radio’: algunos entran en erupción solo una vez y nunca más se vuelven a ver, y otros se encienden y apagan siguiendo patrones predecibles”.

Y sostuvo: “Creemos que la mayoría de los transitorios de radio provienen de estrellas de neutrones en rotación conocidas como púlsares, que emiten destellos regulares de ondas de radio, como faros cósmicos. Por lo general, estas estrellas de neutrones giran a velocidades increíbles y tardan apenas unos segundos o incluso una fracción de segundo en completar cada rotación”.

La extraña señal provendría de una estrella de neutrones denominada ASKAP J1935+2148, situada en el plano de la Vía Láctea, a unos 15.820 años luz de la Tierra. Pero las señales en sí no se parecen a ninguna que hayamos visto antes. La estrella pasa por períodos de pulsos fuertes, períodos de pulsos débiles y períodos sin pulso alguno.

Imagen cedida por el Observatorio Sudafricano de Radioastronomía (SARAO, por sus siglas en inglés). Se trata de la imagen más clara jamás tomada del centro de la Vía Láctea, ocupado por un inmenso agujero negro, gracias a un nuevo radiotelescopio denominado MeerKAT. EFE

Lo que no sabemos, según el equipo dirigido por la astrofísica Caleb de la Universidad de Sydney en Australia, es el motivo. El extraño objeto plantea un desafío fascinante para los modelos de evolución de las estrellas de neutrones analizados. Hay que explicar que una estrella de neutrones es lo que queda después de que muere una estrella dentro de un cierto rango de masa, entre aproximadamente 8 y 30 veces la masa del Sol. El material exterior de ese sol es lanzado al espacio, culminando en una explosión de supernova.

Luego, el núcleo sobrante de la estrella colapsa bajo la gravedad, formando un objeto ultradenso de hasta 2,3 veces la masa del Sol, en una esfera de solo 20 kilómetros de diámetro. En sí, la estrella de neutrones resultante puede presentarse de diversas formas, como una estrella de neutrones base, que simplemente se queda sin hacer mucho, o un púlsar, que barre rayos de emisión de radio desde sus polos mientras gira, destellando como un faro cósmico.

Y también está el magnetar, una estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente poderoso, que se sacude y estalla cuando la atracción externa de ese campo magnético lucha contra la gravedad que mantiene unida a la estrella. Otro ejemplo puede ser cuando ocurre algún cruce raro entre los tipos de estrellas de neutrones, lo que sugiere que pueden ser diferentes etapas de la evolución de las estrellas de neutrones. Sin embargo, en general, los púlsares, magnetares y estrellas de neutrones tienden a comportarse de manera relativamente predecible.

Esta imagen de la NIRCam del telescopio espacial James Webb de la región de formación estelar NGC 604 muestra cómo los vientos estelares de estrellas jóvenes, brillantes y calientes crean cavidades en el gas y el polvo circundantes (NASA, ESA, CSA, STSCI)

Los científicos afirman que ASKAP J1935+2148 no se comporta de manera normal para una estrella de neutrones de cualquier tipo establecido. Esta señal se identificó por primera vez de forma fortuita durante las observaciones de un objetivo diferente, y se realizaron observaciones de seguimiento utilizando el Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) y el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica.

Los investigadores también se sumergieron en observaciones anteriores de ASKAP que cubrían la misma zona del cielo. Y descubrieron que ASKAP J1935+2148 tiene un período regular de pulsaciones de 53,8 minutos, un modo de pulsación extremadamente brillante, con una polarización muy lineal. Pero luego desaparecería por completo, sin pulsaciones mensurables durante un período. Finalmente, se detectó que la estrella reanudaba su actividad de pulsación, pero 26 veces más débil que su modo brillante anterior y con luz polarizada circularmente.

No sabemos con certeza qué son estos objetos, pero parece probable que sean estrellas de neutrones. Y ASKAP J1935+2148, sugieren Caleb y sus colegas, podría ser una especie de puente entre los diferentes estados.

Las señales se recibieron a 15.000 años luz de la Tierra.

Las diferencias entre sus modos de pulsación probablemente estén relacionadas con cambios y procesos magnetosféricos, lo que sugiere que todos los objetos pertenecen a una nueva clase de magnetares, posiblemente a medida que evolucionan hacia púlsares.

“ASKAP J1935+2148 es probablemente parte de una población más antigua de magnetares con largos períodos de giro y bajas luminosidades de rayos X, pero lo suficientemente magnetizados como para poder producir emisiones de radio coherentes”, escriben los investigadores en su artículo.

“Es importante que sondeemos esta región hasta ahora inexplorada del espacio de parámetros de las estrellas de neutrones para obtener una imagen completa de la evolución de las estrellas de neutrones, y esta puede ser una fuente importante para hacerlo”, concluyeron.

(Imagen principal: El radiotelescopio Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) ha hecho otro descubrimiento fascinante: una señal de radio inigualable cerca del centro de nuestra galaxia)

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