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Astrónomos descubren ráfagas de radio rápidas masivamente poderosas que atraviesan una galaxia cerca

Se demostró que tres nuevas ráfagas rápidas de radio descubiertas por el telescopio Westerbork perforaron el halo de nuestra vecina Triangulum Galaxy. Los electrones invisibles en esa galaxia deforman las FRB. A partir de imágenes nítidas, nuevas y en vivo, los astrónomos pudieron estimar por primera vez el número máximo de átomos invisibles en la galaxia Triangulum.

Después de actualizar el conjunto de radiotelescopios en Westerbork, Países Bajos, los astrónomos han encontrado cinco nuevas ráfagas de radio rápidas. Las imágenes del telescopio, mucho más nítidas de lo que era posible anteriormente, revelaron que múltiples estallidos habían perforado nuestra galaxia vecina Triangulum. Esto permitió a los astrónomos determinar por primera vez el número máximo de átomos invisibles en esta galaxia.

Fast Radio Bursts, FRB, se encuentran entre las explosiones más brillantes del universo. Las ráfagas emiten principalmente ondas de radio. Los destellos son tan poderosos que los radiotelescopios pueden detectarlos incluso a más de cuatro mil millones de años luz de distancia. Esa visibilidad continua sobre distancias tan vastas significa que las ráfagas contienen inmensas cantidades de energía. Cuando se apaga, un solo FRB contiene diez billones (diez millones de veces un millón) de veces el consumo anual de energía de toda la población mundial.

Esta gigantesca generación de energía hace que los FRB sean muy interesantes. Muchos astrónomos piensan que son emitidos por estrellas de neutrones. La densidad y la fuerza del campo magnético de estas estrellas extremadamente compactas son únicas en el universo. Al investigar los destellos, los astrónomos pretenden comprender mejor las propiedades fundamentales de la materia que forma el universo. Pero estudiar estos destellos es difícil. Nadie sabe en qué lugar del cielo estallará el próximo estallido. Y un FRB dura solo un milisegundo: si parpadeas, te lo perderás.

Alimentado por nuevos receptores y una nueva supercomputadora (el Sistema de transitorios de radio Apertif, ARTS), Westerbork ha descubierto cinco nuevos FRB. También los identificó de inmediato, dice el investigador principal Joeri van Leeuwen (ASTRON): “Ahora tenemos un instrumento con un campo de visión muy amplio y una visión muy nítida. Y todo esto en vivo. Eso es nuevo y emocionante”.

Anteriormente, los radiotelescopios como el de Westerbork detectaban los FRB con los ojos compuestos de una mosca. Las moscas pueden ver en todas direcciones, pero borrosas. La actualización de Westerbork es como cruzar los ojos de una mosca con los de un águila. La supercomputadora ARTS combina continuamente las imágenes de doce platos de Westerbork para crear una imagen nítida en un campo de visión masivo. “Uno no puede simplemente comprar la electrónica compleja que necesita para esto”, dice el arquitecto de sistemas Eric Kooistra (ASTRON). “Diseñamos la mayor parte del sistema nosotros mismos, con un gran equipo. Eso resultó en una máquina de última generación, una de las más poderosas del mundo”.

Atravesando galaxias

Los astrónomos quieren entender cómo y por qué las FRB llegan a ser tan brillantes. Pero los destellos también son interesantes porque en su camino a la Tierra atraviesan otras galaxias. Los electrones en esas galaxias, normalmente en su mayoría invisibles, distorsionan los destellos. Rastrear los electrones invisibles y los átomos que los acompañan es importante porque la mayor parte de la materia del universo es oscura y todavía sabemos poco al respecto. Anteriormente, los radiotelescopios solo podían indicar aproximadamente dónde se produjo una FRB. La supercomputadora ARTS ahora permite a Westerbork indicar la ubicación exacta de un FRB con mucha precisión. Van Leeuwen: “¡Demostramos que tres de los FRB que descubrimos habían ensartado a nuestra vecina, la Galaxia Triangulum! Así pudimos contar, por primera vez, cuántos electrones invisibles contiene esa galaxia como máximo. Un resultado fantástico.”

Referencia:

“El sistema transitorio de radio Apertif (ARTS): diseño, puesta en marcha, publicación de datos y detección de las primeras cinco ráfagas de radio rápidas” por Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves, Yogesh Maan , Inés Pastor-Marazuela, Emily Petroff, Daniel van der Schuur, Alessio Sclocco, Samayra M. Straal, Dany Vohl, Stefan J. Wijnholds, Elizabeth AK Adams, Björn Adebahr, Jisk Attema, Cees Bassa, Jeanette E. Bast, Anna Bilous , Willem JG de Blok, Oliver M. Boersma, Wim A. van Cappellen, Arthur HWM Coolen, Sieds Damstra, Helga Dénes, Ger NJ van Diepen, David W. Gardenier, Yan G. Grange, André W. Gunst, Kelley M. Hess, Hanno Holties, Thijs van der Hulst, Boudewijn Hut, Alexander Kutkin, G. Marcel Loose, Danielle M. Lucero, Ágnes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morganti, Vanessa A. Moss, Henk Mulder,Menno J. Norden, Tom A. Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting y Jacob Ziemke, 12 de abril de 2023 , Astronomía y Astrofísica . DOI: 10.1051/0004-6361/202244107

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