Casi 15 años después del descubrimiento de las ráfagas rápidas de radio FRB, el origen de las explosiones cósmicas del espacio profundo de milisegundos de duración sigue siendo un misterio.
Eso puede cambiar pronto, gracias al trabajo de un equipo internacional de científicos, incluido el astrofísico de la UNLV Bing Zhang, que rastreó cientos de ráfagas de cinco fuentes diferentes y encontró pistas en los patrones de polarización de FRB que pueden revelar su origen.Los hallazgos del equipo se informaron en la edición del 17 de marzo de la revista Ciencia.
Los FRB producen ondas de radio electromagnéticas, que son esencialmente oscilaciones de campos eléctricos y magnéticos en el espacio y el tiempo. La dirección del campo eléctrico oscilante se describe como la dirección de polarización. Al analizar la frecuencia de polarización en los FRB observados desde varias fuentes,Los científicos revelaron similitudes en la repetición de FRB que apuntan a un entorno complejo cerca de la fuente de las ráfagas.
"Este es un paso importante hacia la comprensión del origen físico de las FRB", dijo Zhang, un distinguido profesor de astrofísica de la UNLV que fue coautor del artículo y contribuyó a la interpretación teórica de los fenómenos.
Para establecer la conexión entre las ráfagas, un equipo de investigación internacional, dirigido por Yi Feng y Di Li de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China, analizó las propiedades de polarización de cinco fuentes de FRB repetitivas utilizando los quinientosMetro Aperture Spherical Radio Telescope FAST y el Robert C. Byrd Green Bank Telescope GBT.Desde que los FRB se descubrieron por primera vez en 2007, los astrónomos de todo el mundo han recurrido a potentes radiotelescopios como FAST y GBT para rastrear las ráfagas y buscar pistas.de dónde vienen y cómo se producen.
Aunque todavía se considera misteriosa, se cree ampliamente que la fuente de la mayoría de las FRB son las magnetares, estrellas de neutrones increíblemente densas del tamaño de una ciudad que poseen los campos magnéticos más fuertes del universo. Por lo general, tienen una polarización de casi el 100%. Por el contrario, en muchos astrofísicosfuentes que involucran plasmas aleatorios calientes, como el Sol y otras estrellas, la emisión observada no está polarizada porque los campos eléctricos oscilantes tienen orientaciones aleatorias.
Ahí es donde entra en juego el trabajo de detective cósmico.
En un estudio que el equipo publicó originalmente el año pasado en Naturaleza, FAST detectó 1.652 pulsos del repetidor activo FRB 121102. Aunque se descubrió que las ráfagas de la fuente estaban altamente polarizadas con otros telescopios que usaban frecuencias más altas, en consonancia con las magnetares, ninguna de las ráfagas se detectó con FAST en su frecuenciabanda estaban polarizados, a pesar de que FAST es el radiotelescopio de plato único más grande del mundo.
"Estábamos muy desconcertados por la falta de polarización", dijo Feng, primer autor del recién publicado Ciencia artículo. "Más tarde, cuando analizamos sistemáticamente otros FRB repetitivos con otros telescopios en diferentes bandas de frecuencia, particularmente aquellas más altas que la de FAST, surgió una imagen unificada".
Según Zhang, la imagen unificada es que cada fuente FRB repetida está rodeada por un plasma denso altamente magnetizado. Este plasma produce una rotación diferente del ángulo de polarización en función de la frecuencia, y las ondas de radio recibidas provienen de múltiples caminos debido adispersión de las ondas por el plasma.
Cuando el equipo tuvo en cuenta un solo parámetro ajustable, dice Zhang, las múltiples observaciones revelaron una evolución de frecuencia sistemática, es decir, la despolarización hacia frecuencias más bajas.
"Una explicación tan simple, con un solo parámetro libre, podría representar un gran paso hacia la comprensión física del origen de los FRB repetidos", dice.
Di Li, autor correspondiente del estudio, está de acuerdo en que el análisis podría representar una pieza clave para completar el rompecabezas cósmico de los FRB. "Por ejemplo, los FRB extremadamente activos podrían ser una población distinta", dice. "Alternativamente,estamos empezando a ver la tendencia evolutiva en los FRB, con fuentes más activas en entornos más complejos siendo explosiones más jóvenes".
El estudio, "Polarización dependiente de la frecuencia de la repetición de ráfagas de radio rápidas: implicaciones para su origen", apareció el 17 de marzo en la revista Ciencia. Incluye 25 coautores de 11 instituciones y es parte de una larga colaboración entre instituciones. Además de la UNLV y la NAOC, las instituciones colaboradoras también incluyen la Universidad de Yunnan, la Universidad de Princeton, la Universidad de Western Sidney, la Universidad de Pekín y el Observatorio Green Bank., EE.UU.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Nevada, Las Vegas. Original escrito por Tony Allen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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