Logran detectar la ráfaga rápida de radio más distante jamás registrada, una gigantesca explosión de energía originada cuando el cosmos apenas tenía 3.000 millones de años
Un equipo internacional de astrónomos ha detectado y rastreado la ráfaga rápida de radio (FRB por sus siglas en inglés) más distante jamás registrada, un poderoso y fugaz relámpago de ondas que viajó durante más de 10.000 millones de años a través del espacio antes de alcanzar la Tierra.
Las ráfagas rápidas de radio se han ganado a pulso el título de ser uno de los objetos más misteriosos de la astronomía moderna. Se trata de fenómenos esquivos que duran apenas unos milisegundos, aparecen sin previo aviso en cualquier rincón del cielo y que, a pesar de su brevedad extrema, liberan cantidades formidables de energía. En apenas una fracción de segundo, un FRB es capaz de emitir tanta energía como la que produciría nuestro Sol durante años enteros. A pesar de que nuestros radiotelescopios detectan decenas de ellas continuamente, el origen exacto de estos formidables fogonazos cósmicos sigue siendo motivo de intenso debate.
A pesar de que nuestros radiotelescopios detectan decenas de FRBs continuamente, seguimos sin saber con certeza qué objeto los produce ni qué mecanismo físico consigue lanzar al espacio semejantes cantidades de energía de forma tan fugaz. Algunos se repiten; otros parecen emitir una sola vez y desaparecer para siempre. Y esa diferencia es precisamente lo que hace tan difícil resolver el misterio.
De hecho, si todos fueran eventos únicos, habría que buscar fenómenos capaces de destruir o transformar para siempre al emisor. Pero si algunos objetos pueden lanzar cientos o miles de pulsos, entonces la explicación tiene que ser muy distinta. Entre las principales hipótesis aparecen los magnetares, estrellas de neutrones jóvenes con campos magnéticos descomunales, aunque también se han propuesto fusiones de estrellas de neutrones y otros escenarios más exóticos. La detección en 2020 de una ráfaga de radio procedente de un magnetar galáctico (SGR 1935+2154), proporcionó una pista decisiva: demostró que, al menos en determinadas circunstancias, un magnetar puede producir un estallido del tipo FRB.
Un destello perdido en el tiempo
El nuevo descubrimiento, liderado por las investigadoras Manisha Caleb y Themiya Nanayakkara de la Universidad de Sídney, acaba de ser publicado en ‘Science’. La señal, catalogada oficialmente como FRB 20240304B, fue captada el 4 de marzo de 2024 por el instrumento MeerTRAP del radiotelescopio MeerKAT, en Sudáfrica.
En apenas una fracción de segundo, este fenómeno libera tanta energía como la que produciría nuestro Sol durante años enteros
Pero registrar la llegada de la señal a la Tierra es solo la mitad del trabajo. Descubrir de dónde viene es harina de otro costal, y una tarea muchísimo más difícil. Para lograrlo, los astrónomos apuntaron hacia esa región del cielo el telescopio espacial James Webb de la NASA. Gracias a su poderosa visión infrarroja, el observatorio logró identificar con precisión la galaxia anfitriona en la que se había producido el estallido.
El destello se originó en una época muy temprana, cuando el Universo (que hoy tiene unos 13.800 millones de años) apenas contaba con 3.000 millones de años de edad. Este espectacular registro no solo duplica holgadamente el récord de distancia anterior, sino que brinda a la ciencia una vía inédita para estudiar la evolución de las galaxias.
«Este es un vistazo extraordinario al Universo distante -subraya Manisha Caleb, del Instituto de Astronomía de Sídney-. Hemos captado una ráfaga rápida de radio de una época en la que el Universo tenía solo unos 3.000 millones de años, y hemos utilizado ese breve destello de luz de radio para aprender sobre la materia que ha atravesado durante su viaje de miles de millones de años».
Una pequeña galaxia hiperactiva
Al analizar los datos proporcionados por el Webb, los investigadores se toparon con una sorpresa. El lugar de origen del destello no era una gran galaxia espiral madura como nuestra Vía Láctea, sino algo muy distinto.
Al combinar la precisión del radiotelescopio MeerKAT y la potencia infrarroja del James Webb, se pudo identificar la galaxia anfitriona
«La galaxia que alberga este estallido es sorprendentemente pequeña, pobre en metales y está experimentando un episodio muy activo de formación estelar -explica Laura Driessen, coautora del estudio-. Eso nos da una pista importante sobre los entornos en los que nacen las FRB y demuestra que estos breves destellos de radio pueden hablarnos no solo del Universo distante, sino también sobre cómo evolucionan las galaxias y sus poblaciones estelares».
Para los investigadores, estas características encajan a la perfección con la teoría de los magnetares jóvenes. Un magnetar es el remanente ultradenso que queda cuando una estrella masiva explota como supernova, dejando atrás un núcleo encogido con un campo magnético billones de veces más intenso que el de la Tierra. El hecho de que la galaxia anfitriona sea una vigorosa ‘fábrica’ de estrellas jóvenes apoya la idea de que la señal proviene de uno de estos cuerpos recién formados, descartando otras hipótesis que requerirían miles de millones de años de evolución cósmica.
Una red invisible
Más allá de batir récords, la FRB 20240304B ha funcionado como una ‘linterna cósmica’ de proporciones gigantescas. El vasto espacio que separa las galaxias no está del todo vacío, sino surcado por filamentos de gas y plasma tenues. De modo que, a medida que las ondas de radio cruzan ese material, se ven frenadas. Las frecuencias más bajas se frenan más que las altas, del mismo modo que un corredor encuentra más resistencia al avanzar por el agua que por una pista de atletismo.
Al medir ese ligero retraso en la señal que llega a la Tierra, los astrónomos pueden calcular cuánta materia invisible ha atravesado el pulso en su viaje de 10.000 millones de años, cartografiando estructuras que los telescopios convencionales jamás podrían ver.
El destello ha funcionado como una formidable linterna cósmica, permitiendo estudiar el gas intergaláctico que atravesó durante sus 10.000 millones de años de viaje
Como señala Kavya Shaji, también firmante del artículo, «en principio, los estallidos suficientemente potentes podrían ser detectables desde el Universo muy primitivo». Todo un desafío que subraya Themiya Nanayakkara: «Nuestros resultados muestran además la asombrosa capacidad del telescopio espacial Webb, con el que podemos empujar los límites más allá de lo que antes era posible».
El camino, no obstante, no ha hecho más que comenzar. Ben Stappers, investigador principal del proyecto MeerTRAP, tiene claro el objetivo: «El siguiente paso es empujar esta frontera aún más lejos y ver qué tan cerca podemos llegar a las primeras generaciones de estrellas».
Quizá entonces aquellos fugaces fogonazos de radio dejen de ser uno de los grandes misterios del cielo. O quizá, como suele ocurrir en astronomía, cada respuesta abra una pregunta todavía mayor.-
