Los astrónomos han detectado el estallido de señales de radio más lejano jamás observado: una explosión que emite ondas de energía desde más de 10 mil millones de años luz de distancia.
El evento, denominado FRB 20240304B, es conocido como un estallido rápido de radio (FRB). Los astrónomos ya habían detectado miles de FRB antes de este. Pero debido a que estos fenómenos duran solo milisegundos, resultan extremadamente difíciles de estudiar y sus historias de origen siguen sin aclararse.
Sin embargo, en este caso los astrónomos lograron usar una red de radiotelescopios y el James Webb Space Telescope (JWST) para cartografiar el fenómeno, y JWST afinó la galaxia anfitriona exacta de la que provino FRB 20240304B. El estudio, publicado el jueves 8 de octubre en la revista Science, arroja más luz sobre una época en la que el universo tenía apenas unos 3 mil millones de años, mostrando que los FRB surgieron temprano en la historia de nuestro cosmos. La detección duplica con creces el récord anterior de distancia para FRB.
El JWST jugó un papel instrumental en el descubrimiento, dijo a Live Science por correo electrónico la coautora del estudio, Themiya Nanayakkara, profesora titular en el Sydney Institute for Astronomy. El correo fue escrito en colaboración con la primera autora del estudio, Manisha Caleb, profesora titular de astrofísica en la misma universidad.
Por ejemplo, las observaciones del JWST mostraron que la galaxia anfitriona era más pequeña de lo esperado, era “pobre en metales” (con pocos elementos además del hidrógeno y el helio) y estaba formando una gran cantidad de estrellas. Estas características podrían ofrecer nuevas pistas sobre los entornos en los que surgen los FRB, proporcionando más información sobre estos misteriosos eventos. Los investigadores sugieren que este FRB podría estar vinculado a un magnetar, un núcleo estelar altamente magnético que queda después de una supernova.
Acercamiento con el telescopio James Webb
El FRB antiguo se detectó inicialmente con MeerKAT, una red de 64 radiotelescopios situada en Sudáfrica. Nanayakkara comentó que MeerKAT reveló “tanto la detección del estallido rápido de radio como, lo más importante, una posición en el cielo muy precisa”.
Los investigadores sabían que el FRB estaba muy lejos debido a la gran dispersión de la señal de radio, pero las búsquedas iniciales con potentes telescopios terrestres “no mostraron prácticamente nada; parecía cielo vacío”, dijeron a Live Science. “La explicación más plausible era que la galaxia fuera simplemente demasiado tenue para ser detectada en esas observaciones. Ahí fue cuando el JWST se volvió transformador.”
El equipo científico consiguió tiempo de observación en el JWST mediante un programa llamado Tiempo Discrecional del Director, destinado a observaciones sensibles al tiempo. Los investigadores comenzaron usando la Cámara de Infrarrojo Cercano del JWST para trazar la señal de radio y tomar una imagen muy profunda de la región objetivo.
“De pronto, allí estaba: una galaxia muy tenue, casi exactamente donde esperábamos que estuviera la anfitriona del FRB,” afirmó Nanayakkara. Luego los investigadores utilizaron el Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano del JWST para obtener un espectro (longitudes de onda de la luz descompuestas en diferentes firmas químicas), que mostró hidrógeno y oxígeno.
“Estas características espectrales actúan como huellas dactilares: debido a que sabemos las longitudes de onda en las que se producen en el laboratorio, podemos medir cuánto se han desplazado por la expansión del universo,” explicó Nanayakkara. “Eso nos dio un corrimiento hacia el rojo muy preciso de alrededor de 2.15. Por lo tanto, estamos viendo esta galaxia tal como era cuando el universo tenía apenas alrededor de tres mil millones de años, es decir, aproximadamente una quinta parte de su edad actual.”
Como la galaxia anfitriona es relativamente joven, respalda la idea de que, al menos, algunos FRB son generados por magnetars, que tienen más probabilidades de aparecer en galaxias jóvenes donde la formación estelar es intensa, añadió el equipo.
El equipo planea continuar buscando FRB con JWST.
“No sabemos aún cuáles serán las fuentes”, dijo Nanayakkara, ya que eso depende de lo que aparezca en el cielo y sea detectado por los radiotelescopios terrestres. “Una vez que nuestros radiotelescopios encuentren y localicen una nueva fuente adecuada, podemos activar las observaciones con el JWST. Así que es bastante emocionante, porque realmente no tenemos idea de lo que encontraremos cuando combinamos el poder de estos dos tipos de telescopios.”
