Las señales de Magnetar extrañas y recién encontradas pueden obligarnos a repensar las ráfagas de radio rápidas

Una estrella extremadamente magnetizada a 16.700 años luz de distancia podría ser la siguiente pista para resolver el misterio de ráfagas de radio rápidas.

En los datos de las observaciones del magnetar 1E 1547.0-5408 tomadas en 2009, los astrónomos acaban de descubrir un par de ráfagas de emisión de radio que se parecen increíblemente a las ráfagas de SGR 1935 + 2154, una magnetar que, a principios de este año, finalmente se identificó como una fuente de ráfagas de radio rápidas desde el interior de nuestra galaxia.

La emisión de 1E 1547.0-5408 está un poco fuera de la definición de ráfagas de radio rápidas (FRB) tal como las entendemos de fuentes fuera de la Vía Láctea. Pero eso, según el astrónomo Gianluca Israel del Observatorio Astronómico de Roma en Italia, significa que es posible que la definición deba extenderse un poco.

“Los nuevos descubrimientos tanto en SGR 1935 + 2154 como 1E 1547.0-5408 han cambiado la FRB definición en sí misma “, dijo a ScienceAlert.

“El escenario emergente es el de un continuo de propiedades y energías de ráfagas de radio, llenando el espacio vacío entre pulsos gigantes en la radio ‘ordinaria’ púlsares y FRB “.

Las ráfagas de radio rápidas son un misterio que ha desafiado considerablemente a los astrónomos. Son principalmente ráfagas de ondas de radio impredecibles y extremadamente poderosas que duran solo milisegundos. Pueden descargar tanta energía como cientos de millones de soles, y la mayoría de las pocas docenas de fuentes que hemos detectado hasta la fecha solo han estallado una vez.

Esto ha hecho que sea casi imposible precisar qué los causa, pero a fines de abril de este año, tuvimos un milagro inesperado: el magnetar SGR 1935 + 2154 escupió una ráfaga que se ajustaba perfectamente al perfil – un pico de radio de milisegundos de duración y tan poderoso que podríamos haberlo detectado desde otra galaxia.

Ese evento fue confirmado oficialmente como una ráfaga de radio rápida, FRB 200428, a principios de este mes.

Pero SGR 1935 + 2154 no se hizo. Desde entonces ha emitió varias ráfagas de radio más – menos potente, pero coherente con el perfil de ráfaga de radio rápida.

Ingrese 1E 1547.0-5408. Esta magnetar es conocida por su actividad intermitente, durante la cual emite ráfagas de radiación en rayos X, rayos gamma y ondas de radio. Ha tenido al menos tres estallidos de este tipo, que conocemos, en 2007, 2008 y 2009.

Dado que los magnetares, estrellas de neutrones con campos magnéticos increíblemente poderosos, son relativamente raros, los astrónomos registraron estos estallidos con avidez.

Pero las ráfagas rápidas de radio solo se descubrieron en 2007; en ese entonces, nadie estaba buscando realmente una actividad de ráfagas de radio rápidas en magnetares.

“[Fast radio bursts] estaban siendo descartados como artefactos de origen terrestre como, por ejemplo, los efectos de abrir un horno de microondas cerca de los telescopios (¡algunos de hecho lo eran!), y ridiculizados como ‘Perytons‘”, Dijo Israel a ScienceAlert.

“Si bien creíamos que estábamos enfrentando eventos astrofísicos nuevos y verdaderos, estábamos más interesados ​​en buscar eventos similares, por lo que buscábamos explosiones extragalácticas”.

“En el lado del púlsar, nos centramos en tratar de comprender la magnetosfera de la estrella de neutrones / magnetar, que es un misterio tan complicado y fascinante como la naturaleza FRB. En particular, en ese momento la emisión de radio de los magnetares se consideraba un fenómeno extremadamente raro: asociarlo con FRB habría parecido un gran esfuerzo de imaginación “.

Sin embargo, después del descubrimiento de SGR 1935 + 2154, Israel y sus colegas decidieron revisar los datos recopilados por el Observatorio Parkes en Australia, el Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y el XMM-Newton de la ESA, cuando 1E 1547.0-5408 estaba experimentando su arrebato más brillante en 2009.

Efectivamente, el 3 de febrero de 2009, se detectaron dos ráfagas de ondas de radio. El primero fue de 200 milisegundos, con una fluencia de 0,6 kiloJansky milisegundos, seguido de aproximadamente un segundo detrás de una explosión de rayos X. El segundo evento tuvo aproximadamente la misma duración y un poco más débil.

Ambos picos son más anchos y débiles que las ráfagas de radio rápidas, pero el fuerza de las ráfagas más débiles de SGR 1935 + 2154 es similar a las ráfagas de IE 1547.0-5408. Ambos magnetares también han mostrado actividad de rayos X en el momento de sus ráfagas de radio, así como pulsaciones de radio que no estaban alineadas con las ráfagas de radio.

Esto sugiere que puede haber alguna variación en las ráfagas de radio rápidas; eso, a su vez, podría ayudar a restringir los mecanismos que los causan, especialmente porque ambos magnetares se comportan de manera muy similar a los magnetares normales. Si es así, podría ayudarnos a averiguar de dónde provienen las ráfagas de radio rápidas extragalácticas.

“La fenomenología de las ráfagas de radio de los magnetares nos dice que podrían ser responsables de al menos una fracción de las FRB observadas hasta ahora en otras galaxias”, dijo Israel.

“La escasez y escasez de ráfagas de radio extremadamente brillantes observadas desde magnetares en nuestra galaxia (hasta ahora, solo una) también sugiere que no repetir las FRB (la mayoría de la muestra) podría estar también asociado con magnetares: en este escenario, nosotros sólo han visto una explosión (hasta ahora) debido a la baja tasa intrínseca de ocurrencia de estos eventos en magnetares “.

Es poco probable que haya muchos otros eventos rápidos similares a ráfagas de radio escondidos en datos antiguos. Se ha producido una búsqueda frenética a raíz del descubrimiento de SGR 1935 + 2154, pero hasta ahora no se ha descubierto mucho. El camino a seguir, según Israel, es monitorear cuidadosamente los futuros estallidos de magnetar.

Esto podría ayudar a construir un catálogo de ráfagas de radio, que varían en fuerza y ​​duración, para ayudar a completar el continuo. E, incluso si finalmente se descubre que las ráfagas más débiles y más largas emergen de un comportamiento de magnetar diferente al de las poderosas ráfagas que pueden atravesar millones de años luz, todavía sabremos más de lo que sabíamos antes.

“Creemos que los descubrimientos en sí mismos son la parte más emocionante de nuestro trabajo. Es cuando durante el análisis te das cuenta de que puede haber algo nuevo e interesante, y surge una trama de tu terminal que confirma tu sospecha”, dijo Israel a ScienceAlert.

“Todos los descubrimientos van en la misma dirección: profundizan nuestra comprensión de la naturaleza y el Universo”.

La investigación ha sido aceptada en El diario astrofísico, y está disponible en arXiv.

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