“No se parece a nada visto antes”: extraña señal de radio procedente del espacio desconcierta a los astrónomos

Cuando los astrónomos dirigen nuestros radiotelescopios hacia el espacio, a veces detectamos ráfagas esporádicas de ondas de radio que se originan en la vasta extensión del Universo. Los llamamos “transitorios de radio”: algunos entran en erupción sólo una vez y nunca más se vuelven a ver, y otros se encienden y apagan siguiendo patrones predecibles.

Creemos que la mayoría de los transitorios de radio provienen de estrellas de neutrones en rotación conocidas como púlsares, que emiten destellos regulares de ondas de radio, como faros cósmicos. Por lo general, estas estrellas de neutrones giran a velocidades increíbles y tardan apenas unos segundos o incluso una fracción de segundo en completar cada rotación.

Recientemente, descubrimos un transitorio de radio que no se parece a nada que los astrónomos hayan visto antes. No sólo tiene un ciclo de casi una hora de duración (el más largo jamás visto), sino que a lo largo de varias observaciones lo vimos a veces emitiendo destellos largos y brillantes, a veces pulsos rápidos y débiles, y a veces nada en absoluto.

No podemos explicar del todo lo que está pasando aquí. Lo más probable es que se trate de una estrella de neutrones muy inusual, pero no podemos descartar otras posibilidades. Nuestra investigación se publica en Nature Astronomy.

Conozca ASKAP J1935+2148 (los números en el nombre apuntan a su ubicación en el cielo). Este transitorio de radio periódico fue descubierto utilizando el radiotelescopio ASKAP de CSIRO en Wajarri Yamaji Country en el interior de Australia Occidental.

El telescopio tiene un campo de visión muy amplio, lo que significa que puede estudiar grandes volúmenes del universo muy rápidamente. Esto lo hace muy adecuado para detectar fenómenos nuevos y exóticos.

Usando ASKAP, estábamos monitoreando simultáneamente una fuente de rayos gamma y buscando pulsos de una ráfaga de radio rápida, cuando detectamos ASKAP J1935+2148 parpadeando lentamente en los datos. La señal saltó porque estaba formada por ondas de radio “polarizadas circularmente”, lo que significa que la dirección de las ondas gira en espiral a medida que la señal viaja a través del espacio.

Nuestros ojos no pueden diferenciar entre la luz polarizada circularmente y la luz ordinaria no polarizada. Sin embargo, ASKAP funciona como un par de gafas de sol Polaroid, filtrando el resplandor de miles de fuentes ordinarias.

Después de la detección inicial, realizamos más observaciones durante varios meses utilizando ASKAP y también el radiotelescopio más sensible MeerKAT en Sudáfrica.

ASKAP J1935+2148 pertenece a la clase relativamente nueva de transitorios de radio de largo período. Sólo se han encontrado otros dos, y el período de 53,8 minutos de ASKAP J1935+2148 es, con diferencia, el más largo.

Sin embargo, el período excepcionalmente largo es sólo el comienzo. Hemos visto ASKAP J1935+2148 en tres estados o modos distintos.

En el primer estado, vemos pulsos brillantes, polarizados linealmente (en lugar de circularmente) que duran de 10 a 50 segundos. En el segundo estado, hay pulsos mucho más débiles, polarizados circularmente, que duran sólo unos 370 milisegundos. El tercer estado es un estado tranquilo o apagado, sin ningún pulso.

Estos diferentes modos, y el cambio entre ellos, podrían resultar de una interacción de campos magnéticos complejos y flujos de plasma desde la propia fuente con fuertes campos magnéticos en el espacio circundante.

Se han observado patrones similares en las estrellas de neutrones, pero nuestra comprensión actual de las estrellas de neutrones sugiere que no deberían poder tener un período tan largo.

El origen de una señal con un período tan largo sigue siendo un profundo misterio, siendo una estrella de neutrones de giro lento el principal sospechoso. Sin embargo, no podemos descartar la posibilidad de que el objeto sea una enana blanca: las cenizas del tamaño de la Tierra de una estrella quemada que ha agotado su combustible.

Las enanas blancas suelen tener períodos de rotación lentos, pero no conocemos ninguna forma de producir las señales de radio que estamos viendo aquí. Es más, no hay otras enanas blancas altamente magnéticas cerca, lo que hace que la explicación de la estrella de neutrones sea más plausible.

Una explicación podría ser que el objeto sea parte de un sistema binario en el que una estrella de neutrones o una enana blanca orbita otra estrella invisible.

Este objeto podría llevarnos a reconsiderar nuestra comprensión de décadas de antigüedad sobre las estrellas de neutrones o enanas blancas, particularmente en cómo emiten ondas de radio y cómo son sus poblaciones dentro de nuestra galaxia. Se necesita más investigación para confirmar qué es el objeto, pero cualquiera de los escenarios proporcionaría información valiosa sobre la física de estos objetos extremos.

No sabemos cuánto tiempo lleva ASKAP J1935+2148 emitiendo señales de radio, ya que los estudios de radioastronomía no suelen buscar objetos con períodos tan largos. Además, las emisiones de radio de esta fuente solo se detectan durante apenas entre el 0,01% y el 1,5% de su período de rotación, dependiendo de su estado de emisión.

Así que tuvimos mucha suerte de poder ver ASKAP J1935+2148. Es muy probable que haya muchos otros objetos similares en otras partes de nuestra galaxia esperando ser descubiertos.

*Manisha Caleb, profesora Universidad de Sydney

**Emil Lenc, científico investigador, espacio y astronomía, CSIRO