Por Jaime García
Astrónomo – Director del Instituto Copérnico

 

Las ráfagas o estallidos rápidos de radio (FRB) son fenómenos transitorios en ondas de radio muy brillantes (como si el Sol transformase todo su hidrógeno en helio en cuestión de milisegundos, cuando ya lleva haciéndolo por miles de millones de años y tiene, aún, más de la mitad de su combustible intacto) de una duración de milisegundos, que se originan a distancias muy grandes, más allá del límite de nuestra galaxia, la Vía Láctea. El origen de estos fenómenos es aún desconocido. Algunas fuentes de estas ráfagas resultan repetidas por lo que se descarta un origen cataclísmico, por ejemplo, la muerte de una estrella o de un conglomerado de ellas.

Estos eventos resultan desafiantes porque, además de ocurrir esporádicamente y en lugares muy diversos del cielo, su duración es muy breve: tan solo milisegundos.

Pero alguno de estos eventos se ha presentado en forma repetida aunque, hasta ahora sin una periodicidad manifiesta.

Lo interesante del fenómeno objeto de una reciente publicación es que no solo resultó repetitivo sino que se presentó con una  periodicidad de 16,35 días (con un error de aproximación de 0,18 días). Ese fenómeno es conocido como FRB 180916.J0158 + 65 y su repetición ha sido detectada por el Proyecto  Experimento Canadiense de Mapeo de Intensidad de Hidrógeno de Ráfagas Rápidas de Radio  (CHIME / FRB), por parte de un equipo liderado por la astrónoma Dongzi Li, de la Universidad de Toronto. Este proyecto es un telescopio capaz de observar las ondas de radio provenientes del Universo entre las frecuencias de 400-800 MHz. Este arreglo de antenas está adosado a un poderoso software que logra separar la débil señal cósmica del ruido producido por las emisiones naturales de radio de la atmósfera y por las artificiales creadas por los seres humanos.

FRB 180916.J0158 + 65 se encuentra dentro de una galaxia espiral similar a nuestra galaxia, localizada a unos 500 millones de años luz de la Tierra. De ella, el astrónomo de Países Bajos B. Marcote y una extensa lista de colaboradores han obtenido una imagen con el telescopio Gemini Norte de 8 metros de diámetro que acompaña esta nota.

En 28 estallidos registrados entre el 16 de septiembre de 2018 y el 30 de octubre de 2019, los científicos han encontrado que las ráfagas llegan en una ventana de fase de 4 días, con algunos ciclos que no muestran ráfagas, y algunas que muestran múltiples, dentro de la exposición diaria limitada de CHIME. Estos resultados sugieren un mecanismo para la modulación periódica, ya sea de la propia emisión de las ráfagas o por medio de la amplificación o absorción externa y desfavorecen los modelos que invocan procesos puramente esporádicos.

El descubrimiento de una periodicidad de 16,35 días en una fuente repetida de este tipo es una pista importante sobre la naturaleza de este objeto. Una posible explicación para este fenómeno es el movimiento orbital, involucrando un componente estelar y un objeto compacto.  Cuando hablamos de objeto compacto, nos estamos refiriendo a una estrella de neutrones o un agujero negro. En el primer caso, se trata del cadáver de una estrella más masiva que el Sol que, en el final de su vida, agotó el combustible del núcleo y colapsó en un proceso que tuvo la posibilidad de detenerse hasta quedar como un objeto formado únicamente por neutrones rodeado por una nube de electrones que giran a su alrededor. En el segundo, el colapso no se detuvo y el remanente es un objeto tan denso que, por acción de su extrema fuerza de gravedad, la luz no puede escapar de él, de allí su nombre.

Los sistemas binarios permiten mediciones de las propiedades del sistema, incluida la presencia de un viento acompañante y las inhomogeneidades de la materia en el entorno del sistema, a través de la medida tanto de la dispersión como de las variaciones en las medidas de la rotación. En caso de que las ráfagas sufran un cierto centelleo, se podrá determinar la inclinación de la órbita y la masa de la compañera.

Todos los caminos de interpretación de estas observaciones parecen llevar a un sistema binario con una componente estelar supermasiva que puede expeler un viento como el que expulsa el Sol (una ráfaga de partículas ionizadas) pero en una escala muchísimo mayor, acompañada por una estrella de neutrones. El sistema poseería una órbita muy excéntrica de modo de generar ese período de 16,35 días. Cuando las componentes se aproximan (lo que técnicamente se conoce como periastro), el viento de la estrella supergigante interactúa con los electrones que se desprenden de las estrella de neutrones por acción de su rapidísima rotación y los acelera, dando lugar a esas ráfagas breves.

Para confirmar este modelo, es necesario realizar observaciones en otro rango de frecuencias, por ejemplo, en rayos X, donde estos objetos compactos son realmente brillantes por la expulsión de los electrones.

Lo que vale la pena señalar es que la hipótesis de que se trate de una transmisión “inteligente” es la menos probable de las posibles, ya que no tiene sentido una producción de energía tan tremenda para ser emitida al espacio sin una modulación que se pueda transformar en un verdadero mensaje.