Todo lo que necesitas saber sobre las misteriosas ‘ráfagas de radio rápidas’

Lanzamos pregunta: ¿Sabes que son las ráfagas de radio rápidas? Si estás pensando en las señales de radio cotidianas, no, no es la respuesta. Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son eventos extraños que pueden durar sólo milisegundos, pero durante ese tiempo pueden eclipsar a toda una galaxia. Hasta ahí la definición oficial, pero cabe destacar que algunos FRB son repetidores, lo que significa que pueden ocurrir más de una vez desde el mismo lugar, mientras que otros parecen ocurrir solo una vez.  

Los expertos todavía no conocen lo qué los causa, o incluso si los dos tipos tienen la misma causa. Pero gracias a la colaboración de observaciones de radiotelescopios terrestres y observatorios de rayos X espaciales, están dando con las respuestas para descubrir los FRB. 

¿Dónde y cómo ocurren los FRB?  Concepto artístico de magnetar. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La mayoría de los FRB ocurren mucho más allá de nuestra galaxia, por lo que, si bien los expertos pueden precisar sus ubicaciones, es difícil observar detalles sobre su causa. Investigadores observaron en 2020, una rápida explosión de radio en nuestra galaxia y observaciones posteriores descubrieron que se originó en la región de una estrella de neutrones altamente magnetizada conocida como magnetar. 

Esto llevó a la idea de que los magnetares eran la fuente de las FRB, posiblemente a través de erupciones magnéticas similares a las erupciones solares. Pero los magnetares y las estrellas similares al sol son muy diferentes. Todavía no estaba claro cómo un magnetar podía liberar una cantidad tan enorme de energía tan rápidamente, incluso con sus intensos campos magnéticos. Ahora, un nuevo estudio sugiere que la rotación del magnetar juega un papel clave. 

El estudio, que aparece en el servidor de preimpresión arXiv , se centra en el magnetar FRB 2020. Conocido como SGR 1935+2154, es a la vez un magnetar y un púlsar. Esto significa que emite un sonido de radio regular a medida que gira. 

Los púlsares son increíblemente regulares y se utilizan como una especie de reloj cósmico para todo, desde estudiar ondas gravitacionales hasta una hipotética navegación a través de la galaxia. Pero con el tiempo, la rotación de un púlsar se ralentiza a medida que la energía rotacional se irradia gracias a su campo magnético. Al observar esta tasa de desintegración, los astrónomos pueden comprender mejor la estructura de las estrellas de neutrones y los magnetares. 

Pero a veces la velocidad de rotación cambia repentinamente. Se conoce como falla si la rotación se acelera repentinamente y como anti falla si de repente se desacelera. Se cree que estos fallos ocurren cuando hay algún tipo de cambio estructural repentino en la estrella de neutrones, como un terremoto. 

Cómo se correlacionan dos fallos de un magnetar con una rápida ráfaga de radio. Crédito: Hu, Chin-Ping y otros 

En 2022, la nave espacial Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NUSTAR) de la NASA y el Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) de la estación espacial internacional observaron otra rápida ráfaga de radio procedente de SGR 1935+2154. Juntos obtuvieron datos de rayos X del magnetar antes, durante y después de la explosión. Luego, el equipo examinó las observaciones de radio durante el mismo tiempo y encontró una caída en la velocidad de rotación del púlsar durante la explosión. Esto implica una conexión entre rotación y explosión. 

En general, lo que el equipo observó fue un aleteo en las emisiones de rayos X de SGR 1935+2154 un poco antes de la explosión, luego un fallo en la rotación, la explosión en sí y un retorno a la velocidad de rotación normal. Esta es sólo una observación, pero parece que el magnetar tenía la energía magnética lista para liberarse antes de la explosión, y el cambio de rotación creó las condiciones necesarias para generar la FRB.