Astrónomos han encontrado el segundo ejemplo de ráfaga de radio rápida (FRB) altamente activa y repetitiva con una fuente compacta de emisión de radio más débil pero persistente entre las ráfagas.

El descubrimiento, publicado en la revista 'Nature', plantea nuevas preguntas sobre la naturaleza de estos misteriosos objetos y también sobre su utilidad como herramientas para estudiar la naturaleza del espacio intergaláctico.

Los científicos utilizaron el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation y otros telescopios para estudiar el objeto, descubierto por primera vez en 2019.

El objeto, llamado FRB 190520, fue encontrado por el radiotelescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST) en China. Un estallido del objeto se produjo el 20 de mayo de 2019 y se encontró en los datos de ese telescopio en noviembre de ese año. Las observaciones de seguimiento con el FAST mostraron que, a diferencia de muchas otras FRB, emite ráfagas frecuentes y repetidas de ondas de radio.

Las observaciones realizadas con el VLA en 2020 determinaron la ubicación del objeto, lo que permitió que las observaciones en luz visible realizadas con el telescopio Subaru en Hawaii mostraran que se encuentra en las afueras de una galaxia enana a casi 3.000 millones de años luz de la Tierra. Las observaciones del VLA también descubrieron que el objeto emite constantemente ondas de radio más débiles entre las ráfagas.

"Estas características hacen que este se parezca mucho al primer FRB cuya posición fue determinada -también por el VLA- allá por 2016", explica en un comunicado Casey Law, de Caltech. Ese desarrollo fue un gran avance, proporcionando la primera información sobre el entorno y la distancia de un FRB. Sin embargo, su combinación de estallidos repetidos y emisión de radio persistente entre estallidos, procedentes de una región compacta, diferenció al objeto de 2016, llamado FRB 121102, de todos los demás FRB conocidos, hasta ahora.

"Ahora tenemos dos como esta, y eso hace que surjan algunas preguntas importantes", subraya Law, que forma parte de un equipo internacional de astrónomos que informa de sus hallazgos en la revista Nature.

Las diferencias entre FRB 190520 y FRB 121102 y todas las demás refuerzan una posibilidad sugerida anteriormente de que haya dos tipos diferentes de FRB. "¿Son diferentes los que se repiten de los que no lo hacen? ¿Y la emisión de radio persistente, es común?", se pregunta Kshitij Aggarwal, estudiante de posgrado de la Universidad de Virginia Occidental (WVU).

Los astrónomos sugieren que puede haber dos mecanismos diferentes que produzcan las FRB o que los objetos que las producen actúen de forma diferente en distintas etapas de su evolución. Los principales candidatos a fuentes de FRB son las estrellas de neutrones superdensas que quedan después de que una estrella masiva explote como supernova, o las estrellas de neutrones con campos magnéticos ultrafuertes, llamadas magnetares.

Una característica de la FRB 190520 pone en tela de juicio la utilidad de las FRB como herramientas para estudiar el material que hay entre ellas y la Tierra. Los astrónomos suelen analizar los efectos del material intermedio en las ondas de radio emitidas por objetos lejanos para conocer ese material tenue. Uno de estos efectos se produce cuando las ondas de radio atraviesan un espacio que contiene electrones libres. En ese caso, las ondas de mayor frecuencia viajan más rápidamente que las de menor frecuencia.

Este efecto, llamado dispersión, puede medirse para determinar la densidad de electrones en el espacio entre el objeto y la Tierra o, si se conoce o se supone la densidad de electrones, proporcionar una estimación aproximada de la distancia al objeto. El efecto se utiliza a menudo para hacer estimaciones de la distancia a los púlsares.

Eso no funcionó para FRB 190520. Una medición independiente de la distancia basada en el desplazamiento Doppler de la luz de la galaxia causado por la expansión del Universo situó a la galaxia a casi 3.000 millones de años luz de la Tierra. Sin embargo, la señal del estallido muestra una cantidad de dispersión que normalmente indicaría una distancia de aproximadamente 8.000 a 9.500 millones de años luz.

"Esto significa que hay mucho material cerca de la FRB que confundiría cualquier intento de utilizarla para medir el gas entre las galaxias --explica Aggarwal--. Si ese es el caso de otros, entonces no podemos contar con el uso de los FRB como varas de medir cósmicas".

Los astrónomos especulan con que FRB 190520 podría ser un "recién nacido", todavía rodeado de material denso expulsado por la explosión de la supernova que dejó atrás la estrella de neutrones. A medida que ese material se disipa, la dispersión de las señales de los estallidos también disminuye. Según la hipótesis del "recién nacido", los estallidos repetidos también podrían ser una característica de las FRB más jóvenes y disminuir con la edad.