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Martes, 6 de diciembre de 2016

Un nuevo hallazgo aumenta el misterio de las explosiones cósmicas de radio


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  • 28/11/2016

Astrofísica

Una emisión de rayos gamma asociada a una explosión de radio desconcierta aún más los expertos.

The Astrophysical Journal Letters

Recreación artística de un magnetar. [Observatorio Europeo Austral (ESO)/L. Calçada.]

Uno de los grandes misterios a los que desde hace unos años se enfrentan los astrónomos es qué fenómeno causa cierta clase de explosiones de radio muy breves originadas a miles de millones de años luz de distancia. Ahora, un equipo de investigadores ha observado un destello de rayos gamma de alta energía que, según todos los indicios, procedería de la misma fuente que una de estas «explosiones rápidas de radio» (FRB, o fast radio bursts).

La correlación entre ambos tipos de emisión ya había sido propuesta con anterioridad para intentar reducir el abanico de posibles explicaciones del fenómeno: «Si las FRB se viesen acompañadas de rayos gamma, eso restringiría enormemente los modelos», apunta Victoria Kaspi, astrofísica de la Universidad McGill de Montreal. Sin embargo, las propiedades del nuevo hallazgo no solo no han ofrecido ninguna respuesta clara, sino que han aumentado el misterio aún más. «En caso de que se demuestre correcta, se trataría de una asociación extraordinaria e inesperada», señala Shrinivas Kulkarni, del Instituto de Tecnología de California.

La enigmática señal en rayos gamma, la cual fue descrita en un artículo publicado hace unos días en The Astrophysical Journal Letters, apareció en los datos de archivo del observatorio orbital Swift, de la NASA. Un equipo de la Universidad estatal de Pensilvania identificó un destello de rayos gamma al mismo tiempo y en la misma dirección del cielo que FRB 131104, una explosión rápida de radio detectada el 4 de noviembre de 2013 por el Observatorio Parkes, en Australia.

Una pregunta abierta es si uno y otro fenómeno proceden de la misma fuente cósmica, la cual los astrónomos sitúan a unos 10.000 años luz de distancia. Aunque el estallido en ondas de radio apenas duró unos pocos milisegundos, la señal en rayos gamma se prolongó entre 2 y 6 minutos, por lo que, en total, liberó mucha más energía que la explosión de radio. «Hemos multiplicado la energía total por más de mil millones», explica Derek Fox, astrofísico de la Universidad de Pensilvania y uno de los autores del nuevo estudio.

Posibilidades excluyentes

Una de las teorías más aceptadas sugiere que las FRB se producen en magnetares: estrellas de neutrones con enormes campos magnéticos capaces de emitir cortas ráfagas de energía y de hacerlo de manera repetida, como ya se ha observado en al menos una FRB. Además, los magnetares también pueden emitir rayos gamma. Sin embargo, Fox señala que tales emisiones no pueden ser ni tan energéticas ni tan prolongadas como la que el nuevo estudio asocia a FRB 131104. «El resultado plantea un serio desafío a los modelos basados en magnetares», aduce el investigador.

El destello de rayos gamma guarda semejanzas con otros fenómenos observados previamente por el satélite Swift y que los expertos habían asociado a ondas de choque procedentes de superonvas o a emisiones de agujeros negros supermasivos en el momento de engullir una estrella, explica Fox. El problema con ambas opciones es que no se espera que ninguna de ellas genere explosiones de radio.

Otra posibilidad es que tanto la señal de radio como la de rayos gamma procedan de una colisión entre estrellas de neutrones. Pero, de ser el caso, eso no podría explicar todas las FRB: los choques de estrellas de neutrones son relativamente esporádicos, mientras que las FRB se producirían cada diez segundos en algún lugar del cielo. (Aunque hasta ahora solo se han detectado unas 20 explosiones de este tipo, los astrónomos lo achacan a que los radiotelescopios suelen explorar regiones muy pequeñas del cielo.) Fox añade que ya existen varios indicios que apuntan a que las FRB podrían estar causadas por fuentes de distintos tipos.

Necesidad de más datos

Por su parte, muchos expertos opinan que aún hacen falta más pruebas que demuestren que FRB 131104 y el destello de rayos gamma provienen realmente de la misma fuente. Fox explica que, estadísticamente, la probabilidad de que ambas emisiones se hayan detectado al mismo tiempo y desde el mismo lugar del cielo por pura suerte es de 1 entre 800. Y añade que, además, en esa dirección del firmamento no se conoce ninguna fuente de rayos gamma. En circunstancias normales, eso superaría el umbral estadístico que suele aplicarse para concluir que dos señales tienen un mismo origen.

Para Kaspi, sin embargo, se trata de un hallazgo tan insólito que aún hacen falta más indicios: «Las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias», recuerda la investigadora. Kulkarni también se muestra precavido: «La asociación podría no ser más que una coincidencia fortuita entre un resplandor en el cielo de rayos gamma y un solo FRB. Hacen falta más asociaciones de este tipo para tomar la hipótesis en serio», apunta.

Fox espera encontrarlas. A medida que los nuevos telescopios y los ya existentes busquen más explosiones de radio, el número de eventos identificados debería crecer desde los 20 actuales hasta unos 200. En tal caso, el observatorio Swift tendría que poder estudiar cerca de una docena de ellos situados en el centro de su campo de visión, lo que permitiría comprobar su supuesta correlación con emisiones de rayos gamma. Ello arrojaría resultados estadísticamente más significativos que los obtenidos ahora, ya que el evento fue observado en los márgenes del campo de visión del telescopio, donde siempre es más fácil encontrarse con una señal espuria.

Más información en The Astrophysical Journal Letters. Una versión gratuita del artículo técnico se encuentra disponible en el repositorio arXiv.

—Elizabeth Gibney/Nature News

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