¿Qué causa las misteriosas ondas de radio que vienen del corazón de la Vía Láctea?

Impresión artística de la señal de radio oscilante y variable ASKAP J173608.2-321635 que llega a la Tierra desde el centro de la Vía Láctea. Crédito: Sebastian Zentilomo / Universidad de Sydney

El centro de la vía Láctea es un lugar misterioso. Los astrónomos creen que hay un supermasivo agujero negro allí, aunque podría ser materia oscura en su lugar. La región está densamente poblada de estrellas, dominada por las gigantes rojas. Y debido a todo el polvo entre la Tierra y el centro galáctico, no podemos ver nada con luz visible, luz ultravioleta o rayos X de baja energía.

Pero podemos detectar ondas de radio, y algunas inexplicables provienen del centro de la galaxia y aumentan el misterio.

Los astrónomos han descubierto una fuente transitoria de ondas de radio en el centro de la Vía Láctea. El equipo de investigación presentó sus resultados en un artículo titulado “Descubrimiento de ASKAP J173608.2–321635 como una fuente puntual transitoria altamente polarizada con el buscador australiano SKA”. El autor principal es Ziteng Wang, quien tiene un doctorado. estudiante de la Facultad de Física de la Universidad de Sydney. El artículo se publica en El diario de astrofísica.

El equipo sabía que habían encontrado algo extraordinario. “Mirando hacia el centro de la galaxia, encontramos ASKAP J173608.2-321635, llamado así por su información de contacto”, dijo la coautora, la profesora Tara Murphy. “Este objeto fue único en el sentido de que comenzó siendo invisible, se volvió brillante, se desvaneció y luego reapareció. Este comportamiento fue extraordinario.

“La propiedad más extraña de esta nueva señal es que tiene una polarización muy fuerte. Esto significa que su luz oscila en una sola dirección, pero esa dirección gira con el tiempo ”, dijo el autor principal Wang. “El brillo del objeto también varía considerablemente, en un factor de 100, y la señal se enciende y apaga aparentemente al azar. Nunca habíamos visto nada igual.

¿Qué es? Hay muchos tipos diferentes de estrellas y objetos variables en el cielo. Emiten luz variable en todo el espectro.

¿Podría ser una estrella de baja masa o un objeto subestelar? ¿Podría ser un pulsar o una magnetar transitoria? Según los autores, ninguna de estas posibilidades se corresponde con las observaciones.

“Al principio pensamos que podría ser un púlsar, un tipo muy denso de estrella muerta giratoria, o un tipo de estrella que emite enormes llamaradas solares. Pero las señales de esta nueva fuente no son las que esperamos de este tipo de objetos celestes ”, dijo Wang. El objeto está fuertemente polarizado, como un púlsar, pero el equipo no detectó ninguna pulsación en sus datos.

También consideraron como fuente a los magnetares, que son estrellas de neutrones con campos magnéticos extremos. Pero los datos tampoco coincidían con lo que sabemos sobre los magnetares. “Todos los radio magnetares exhiben grados muy altos de polarización, pero su espectro de radio plano, a diferencia de lo que vemos para ASKAP J173608.2? 321635, hace que un magnetar sea una interpretación poco probable”, escriben en su artículo.

Esta imagen de estudio muestra la ubicación de la fuente de radio variable y otros objetos en el centro galáctico. Los contornos amarillos muestran la detección ASKAP, mientras que los contornos cian muestran la detección MeerKAT. Las posiciones más adecuadas de ASKAP y MeerKAT se indican mediante los símbolos amarillo + y cian × respectivamente. Los símbolos de Y rojos invertidos muestran las fuentes del catálogo VVV, una declaración de las variables en el infrarrojo. La estrella roja de Géminis es una fuente conocida que se encuentra en el Observatorio Gemini. Crédito: Wang et al, 2021

El equipo detectó seis señales de radio del objeto en el transcurso de nueve meses. Cuando buscaron el objeto a la luz visible, no encontraron nada. Entonces decidieron intentar detectar el objeto con otro radiotelescopio en Australia, el Observatorio Parkes. No encontraron nada.

Sin inmutarse, el equipo hizo observaciones de seguimiento con el radiotelescopio aún más sensible MeerKAT en Sudáfrica. Continuaron consultando con el MeerKAT para ver si reaparecía la señal intermitente. “Luego probamos el radiotelescopio MeerKAT más sensible en Sudáfrica. Debido a que la señal era intermitente, la observamos durante 15 minutos cada pocas semanas, con la esperanza de volver a verla ”, dijo el Dr. Murphy.

Esta imagen de la parte central de la Vía Láctea muestra un área de 1000 x 500 años luz y fue tomada con el telescopio MeerKAT estacionado en Sudáfrica, un sistema compuesto por 64 antenas de radio. © SARAO

Ellos fueron afortunados. La señal regresó. Pero no de la forma que esperaban.

“Afortunadamente, la señal regresó, pero descubrimos que el comportamiento de la fuente era drásticamente diferente: la fuente desapareció en solo un día, a pesar de que había durado semanas en nuestros avistamientos ASKAP anteriores”, dijo Murphy.

La detección de la señal transitoria fue un impulso para el equipo, pero no les ayudó a identificar la naturaleza de la fuente. El equipo pensó que podría ser un tipo de objeto llamado Transitorio de radio del centro galáctico (GCRT). El nuevo objeto fue detectado a solo cuatro grados del centro galáctico. Comparte algunas similitudes con un GCRT, pero el problema es que los astrónomos tampoco saben exactamente qué es un GCRT.

“La información que tenemos tiene paralelos con otra clase emergente de objetos misteriosos conocidos como transitorios de radio del Centro Galáctico, incluido uno denominado ‘burper cósmico’”, dijo el codirector de Wang, el profesor David Kaplan de la Universidad de Wisconsin. Milwaukee.

“Aunque nuestro nuevo objeto, ASKAP J173608.2-321635, comparte algunas propiedades con los GCRT, también existen diferencias. Y realmente no entendemos esas fuentes, de todos modos, así que eso se suma al misterio. “

Esta es una imagen infrarroja compuesta del centro galáctico de la Vía Láctea. Muestra nuevos detalles en estructuras intrincadas en el gas ionizado caliente que gira alrededor de los 300 años luz centrales. Crédito: Hubble: NASA, ESA y QD Wang (Universidad de Massachusetts, Amherst); Spitzer: NASA, Jet Propulsion Laboratory y S. Stolovy (Spitzer Science Center / Caltech)

Por ahora, el nuevo objeto seguirá siendo un misterio. Las instalaciones futuras tendrán más potencia y sensibilidad. El propio SKA australiano es solo una parte del eventual Square Kilometer Array, un radiointerferómetro internacional que incluirá miles de antenas parabólicas en todo el mundo. Debería estar en línea en la próxima década.

“Durante la próxima década, el radiotelescopio transcontinental Square Kilometer Array (SKA) estará en línea. Podrá hacer mapas sensibles del cielo todos los días ”, dijo el profesor Murphy. “Esperamos que el poder de este telescopio nos ayude a resolver misterios como este último descubrimiento, pero también abrirá vastas áreas nuevas del cosmos para la exploración en el espectro de radio”.

Los estudios futuros descubrirán más datos sobre este nuevo objeto y otros similares. ¿Resultará ser un transitorio de radio del centro galáctico?

“ASKAP J173608.2? 321635 es además notable por su ubicación hacia el GC, aunque todavía no estamos seguros si esto es una coincidencia o si esta ubicación está relacionada con su naturaleza: podrían surgir preguntas similares sobre las fuentes de GCRT. La investigación en profundidad futura cuantificará el número exacto de estas fuentes en diferentes lugares del cielo ”, escriben los autores.

Publicado originalmente el Universo hoy.

Para obtener más información sobre este descubrimiento:

Referencia: “Descubrimiento de ASKAP J173608.2-321635 como una fuente puntual transitoria altamente polarizada con el buscador australiano SKA” por Ziteng Wang, David L. Kaplan, Tara Murphy, Emil Lenc, Shi Dai, Ewan Barr, Dougal Dobie, BM Gaensler, George Heald, James K. Leung, Andrew O’Brien, Sergio Pintaldi, Joshua Pritchard, Nanda Rea, Gregory R. Sivakoff, BW Stappers, Adam Stewart, E. Tremou, Yuanming Wang, Patrick A. Woudt y Andrew Zic, 12 de octubre de 2021, El diario de astrofísica.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac2360