Los magnetares son objetos extraños: estrellas de neutrones giratorias masivas con campos magnéticos entre los más poderosos conocidos, capaces de disparar breves ráfagas de ondas de radio tan brillantes que son visibles en todo el universo.
Un equipo de astrofísicos ha descubierto ahora otra peculiaridad de los magnetares: pueden emitir ráfagas de rayos gamma de baja energía en un patrón nunca antes visto en ningún otro objeto astronómico.
No está claro por qué debería ser así, pero los propios magnetares son poco conocidos, con docenas de teorías sobre cómo producen estallidos de radio y rayos gamma. El reconocimiento de este patrón inusual de actividad de rayos gamma podría ayudar a los teóricos a descubrir los mecanismos involucrados.
"Los magnetares, que están conectados con ráfagas de radio rápidas y repetidores gamma suaves, tienen algo periódico, además de la aleatoriedad", dijo el astrofísico Bruce Grossan, astrofísico de la Universidad de California, Laboratorio de Ciencias Espaciales SSL de Berkeley."Este es otro misterio además del misterio de cómo se producen las explosiones".
Los investigadores - Grossan y el físico teórico y cosmólogo Eric Linder de UC Berkeley y el becario postdoctoral Mikhail Denissenya de la Universidad de Nazarbayev en Kazajstán - descubrieron el patrón en ráfagas de un repetidor gamma suave, SGR1935 + 2154, que es un magnetar, unfuente prolífica de estallidos de rayos gamma suaves o de menor energía y la única fuente conocida de estallidos de radio rápidos dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Descubrieron que el objeto emite ráfagas al azar, pero solo dentro de ventanas de tiempo regulares de cuatro meses, cada ventana activa separada portres meses de inactividad.
El 19 de marzo, el equipo subió una preimpresión que afirmaba "comportamiento de ventana periódica" en ráfagas gamma suaves de SGR1935 + 2154 y predijo que estas ráfagas comenzarían nuevamente después del 1 de junio, luego de una pausa de tres meses, y podrían ocurrir durante todo el proceso.una ventana de cuatro meses que termina el 7 de octubre.
El 24 de junio, tres semanas después de la ventana de actividad, se observó la primera nueva ráfaga de SGR1935 + 2154 después de la brecha de tres meses prevista, y se han observado casi una docena más desde entonces, incluida una el 6 de julio, el díael artículo se publicó en línea en la revista Revisión física D.
"Estas nuevas ráfagas dentro de esta ventana significan que nuestra predicción está acertada", dijo Grossan, quien estudia los transitorios astronómicos de alta energía. "Probablemente más importante es que no se detectaron ráfagas entre las ventanas desde que publicamos por primera vez nuestra preimpresión".
Linder compara la no detección de ráfagas en ventanas de tres meses con una pista clave, el "incidente curioso" de que un perro guardián no ladró durante la noche, que permitió a Sherlock Holmes resolver un asesinato en el cuento."La aventura de Silver Blaze".
"Los datos faltantes u ocasionales son una pesadilla para cualquier científico", señaló Denissenya, el primer autor del artículo y miembro del Laboratorio del Cosmos Energético de la Universidad de Nazarbayev, que fue fundado hace varios años por Grossan, Linder y el cosmólogo yEl premio Nobel George Smoot. "En nuestro caso, fue crucial darse cuenta de que las ráfagas perdidas o ninguna ráfaga llevan información".
La confirmación de su predicción sorprendió y emocionó a los investigadores, quienes piensan que este puede ser un ejemplo novedoso de un fenómeno --comportamiento periódico en ventanas-- que podría caracterizar las emisiones de otros objetos astronómicos.
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En el último año, los investigadores sugirieron que la emisión de ráfagas de radio rápidas, que generalmente duran unas milésimas de segundo, de galaxias distantes podría agruparse en un patrón de ventana periódica. Pero los datos eran intermitentes y la estadísticay las herramientas computacionales para establecer firmemente tal afirmación con datos escasos no estaban bien desarrolladas.
Grossan convenció a Linder de que explorara si se podían utilizar técnicas y herramientas avanzadas para demostrar que el comportamiento en ventanas periódicas, pero también aleatorio, dentro de una ventana de actividad, estaba presente en los datos de ráfagas de rayos gamma suaves del magnetar SGR1935 + 2154El instrumento Konus a bordo de la nave espacial WIND, lanzado en 1994, ha registrado ráfagas suaves de rayos gamma de ese objeto, que también exhibe ráfagas de radio rápidas, desde 2014 y probablemente nunca perdió una brillante.
Linder, miembro del Proyecto de Cosmología de Supernovas con sede en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, había utilizado técnicas estadísticas avanzadas para estudiar el agrupamiento en el espacio de las galaxias del universo, y él y Denissenya adaptaron estas técnicas para analizar el agrupamiento de estallidos en el tiempo.Su análisis, el primero en utilizar tales técnicas para eventos repetidos, mostró una periodicidad de ventana inusual distinta de la repetición muy precisa producida por los cuerpos en rotación o en órbita, que la mayoría de los astrónomos piensan cuando piensan en el comportamiento periódico.
"Hasta ahora, hemos observado ráfagas en 10 períodos de ventana desde 2014, y la probabilidad es de 3 en 10,000 que, si bien pensamos que es de ventana periódica, en realidad es aleatorio", dijo, lo que significa que hay un 99,97% de posibilidades de que 'Tiene razón. Señaló que una simulación de Monte Carlo indicó que la probabilidad de que estén viendo un patrón que realmente no existe es muy inferior a 1 entre mil millones.
La reciente observación de cinco ráfagas dentro de su ventana predicha, vistas por WIND y otras naves espaciales que monitorean ráfagas de rayos gamma, aumenta su confianza. Sin embargo, una sola ráfaga futura observada fuera de la ventana refutaría toda la teoría, o haría que se rehagansu análisis por completo.
"La parte más intrigante y divertida para mí fue hacer predicciones que pudieran ser probadas en el cielo. Luego realizamos simulaciones con patrones reales y aleatorios y descubrimos que realmente nos informaba sobre las explosiones", dijo Denissenya.
En cuanto a las causas de este patrón, Grossan y Linder solo pueden adivinar. Se cree que los estallidos de rayos gamma suaves de magnetares involucran terremotos estelares, quizás provocados por interacciones entre la corteza de la estrella de neutrones y su intenso campo magnético. Los magnetares giran una vez cada pocos segundos,y si la rotación va acompañada de una precesión un bamboleo en la rotación que podría hacer que la fuente de emisión de ráfagas apunte a la Tierra solo dentro de una determinada ventana. Otra posibilidad, dijo Grossan, es que una nube densa y giratoria de oscurecimientoEl material rodea la magnetar pero tiene un agujero que solo permite periódicamente que las ráfagas salgan y lleguen a la Tierra.
"En esta etapa de nuestro conocimiento de estas fuentes, realmente no podemos decir cuál es", dijo Grossan. "Este es un fenómeno rico que probablemente se estudiará durante algún tiempo".
Linder está de acuerdo y señala que los avances se lograron mediante la polinización cruzada de técnicas de observaciones astrofísicas de alta energía y cosmología teórica.
"UC Berkeley es un gran lugar donde diversos científicos pueden reunirse", dijo. "Continuarán observando y aprendiendo e incluso 'escuchando' con sus instrumentos para más perros en la noche".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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