Los estallidos rápidos de radio (FRB, por sus siglas en inglés) son uno de los fenómenos más misteriosos y poderosos del universo. Descubiertos por primera vez hace poco más de una década, estos estallidos cósmicos son explosiones breves pero extremadamente energéticas de radiación electromagnética que liberan en milisegundos la misma cantidad de energía que el sol produce en un año.
A pesar de los esfuerzos científicos por comprenderlos, los mecanismos precisos que impulsan estos estallidos siguen siendo un enigma. Sin embargo, un nuevo estudio ha proporcionado una pista clave al revelar que la emisión persistente de radiación observada en algunos FRB es generada por burbujas de plasma.
El Misterio de los FRB
Desde su descubrimiento, los FRB han desconcertado a los astrónomos debido a su naturaleza fugaz e impredecible. Estos estallidos aparecen de repente en los cielos, brillan intensamente por unos milisegundos y luego desaparecen, dejando pocas pistas sobre su origen. En algunos casos raros, un FRB es seguido por una emisión de radio más débil y persistente, lo que ha llevado a los científicos a investigar la relación entre el estallido inicial y esta emisión posterior.
El Estudio Revolucionario
Un equipo internacional de investigadores, liderado por el Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), ha logrado un avance significativo en la comprensión de estos fenómenos.
El estudio, publicado el 7 de agosto en la revista Nature, se centró en el FRB20201124A, un estallido rápido de radio descubierto en 2020 cuya fuente se encuentra a aproximadamente 1.3 mil millones de años luz de la Tierra. Este FRB fue capturado por el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) en Nuevo México, el radiotelescopio más sensible del mundo, junto con otros telescopios a nivel global. Las observaciones combinadas permitieron a los científicos construir una imagen completa del FRB y su galaxia anfitriona.
Burbujas de Plasma: La Clave del Misterio
El estudio reveló que la emisión persistente observada después del estallido inicial del FRB es probablemente generada por burbujas de plasma. Estas burbujas, según los investigadores, son infladas por vientos cargados de partículas emitidos por el motor central del FRB, que podría ser un magnetar, una estrella de neutrones extremadamente densa y altamente magnetizada.
Los magnetars son conocidos por poseer los campos magnéticos más poderosos del universo y, ocasionalmente, producen estallidos de rayos X al disipar sus campos magnéticos, lo que los convierte en una fuente plausible para los FRB. Otra posibilidad es que los FRB sean impulsados por sistemas binarios de rayos X de alta acreción, donde una estrella de neutrones o un agujero negro atrae material de una estrella compañera a tasas extremadamente altas.
Confirmación del Modelo de Emisión Nebular
Gabriele Bruni, investigador del INAF y autor principal del estudio, explicó: «A través de observaciones, pudimos demostrar que la emisión persistente observada junto con algunos estallidos rápidos de radio se comporta como se espera del modelo de emisión nebular, es decir, una ‘burbuja’ de gas ionizado que rodea el motor central». Estas observaciones sugieren que los motores centrales de estos FRB podrían ser magnetars o sistemas binarios de alta acreción. La capacidad de detectar esta emisión persistente, aunque débil, es un paso crucial para desentrañar el origen de los FRB.
Bing Zhang, coautor del estudio y profesor de la Universidad de Nevada, Las Vegas (UNLV), destacó la importancia de esta investigación: «Lo que hemos observado se alinea muy bien con los modelos de predicción, lo que sugiere una imagen consistente de las fuentes conocidas de FRB». Este descubrimiento refuerza la teoría de que las burbujas de plasma, infladas por vientos de magnetars o sistemas binarios, son responsables de la emisión persistente observada en algunos FRB.
Implicaciones y Futuras Investigaciones
Aunque la mayoría de los FRB no muestran una emisión persistente medible, los investigadores señalan que comprender la naturaleza de esta emisión es crucial para resolver el enigma de los FRB. Según Zhang, «las fuentes de radio persistentes de la mayoría de los FRB son demasiado débiles para ser detectadas, lo cual es consistente con nuestra teoría». Sin embargo, la detección de más burbujas de plasma alrededor de FRB cercanos, en entornos más magnetizados, ayudará a probar esta teoría y acercará a los científicos un paso más a la comprensión de la naturaleza y el origen de los FRB.
Colaboración Internacional y Resultados Publicados
El estudio, titulado «Un origen nebular para la emisión persistente de radio de los estallidos rápidos de radio», fue realizado por un equipo internacional de investigadores de instituciones en Italia, Estados Unidos, China, España y Alemania. La colaboración incluyó a universidades como las de Bolonia, Trieste y Calabria, así como a instituciones de investigación en todo el mundo. Los resultados de este estudio no solo proporcionan una nueva comprensión de los FRB, sino que también destacan la importancia de la colaboración internacional en la búsqueda de respuestas a los misterios más profundos del cosmos.
Hacia una Mejor Comprensión de los FRB
El descubrimiento de que las burbujas de plasma son responsables de la emisión persistente observada en algunos FRB representa un avance significativo en la comprensión de estos enigmáticos fenómenos cósmicos. Aunque aún quedan preguntas por responder, como si los FRB repetitivos y no repetitivos tienen el mismo origen, este estudio sienta las bases para futuras investigaciones. Los astrónomos esperan que, con la mejora en la sensibilidad de los radiotelescopios de próxima generación, se puedan detectar más burbujas de plasma y, finalmente, desvelar el misterio completo de los FRB.
Este avance no solo aporta una nueva perspectiva sobre los motores centrales de los FRB, sino que también ofrece una visión más profunda del universo y de los procesos extremos que lo gobiernan. Con cada nueva observación, los científicos se acercan un poco más a desentrañar uno de los enigmas más fascinantes del cosmos.
