Los astrónomos han utilizado un intenso estallido de ondas de radio que se originan en una galaxia cercana para inspeccionar el halo de gas que envuelve nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Los científicos estudiaron la forma en que la luz del llamado estallido rápido de radio, o FRB, se dispersó a medida que viajaba desde el espacio profundo hacia nuestra galaxia como un medio para estimar cuánta materia reside en el halo de la galaxia. Esto es un poco como encender una linterna a través de la niebla para ver qué tan espesa es la nube; cuanta más materia haya, más se dispersará la luz.
Los resultados muestran que nuestra galaxia tiene significativamente menos materia "regular" o bariónica (el mismo tipo de materia que forma estrellas, planetas y seres vivos) de lo esperado. Esto, a su vez, respalda las teorías que dicen que la materia es arrojada regularmente fuera de las galaxias por los poderosos vientos estelares, las estrellas en explosión y los agujeros negros supermasivos que se alimentan o acumulan activamente.
"Estos resultados respaldan fuertemente los escenarios predichos por las simulaciones de formación de galaxias donde los procesos de retroalimentación expulsan la materia de los halos de las galaxias", dice Vikram Ravi, profesor asistente de astronomía en Caltech, quien presentó los resultados el 9 de enero en la 241 reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense. (AAS) en Seattle."Esto es fundamental para la formación de galaxias, por lo que la materia se canaliza y expulsa de las galaxias en ciclos", dice Ravi.
Los últimos hallazgos, presentados a The Astrophysical Journal, son parte de una serie de nuevos resultados del Deep Synoptic Array (DSA) de Caltech, una colección de antenas de radio financiada por la National Science Foundation (NSF) ubicadas en el desierto alto en Owens Valley Radio Observatory. , al este de las montañas de Sierra Nevada de California. El propósito del DSA es descubrir y estudiar los FRB, destellos misteriosos de ondas de radio que generalmente se originan en las profundidades del cosmos. El primer FRB se descubrió en 2007 y ahora se observan cientos cada año.
Uno de los desafíos en el estudio de las FRB radica en identificar su lugar de origen. Saber dónde se originan los FRB ayuda a los astrónomos a determinar qué puede estar desencadenando los intensos destellos cósmicos. Identificar sus ubicaciones también es esencial para usar FRB para estudiar cómo se distribuye la materia bariónica en el universo. De los varios cientos de FRB descubiertos hasta la fecha, sólo 21 han sido identificados como galaxias conocidas. El DSA, que comenzó a funcionar en febrero de 2022, ya descubrió e identificó las ubicaciones de 30 FRB nuevos.
"Al principio estábamos desconcertados acerca de por qué estábamos descubriendo tantos FRB", dice Ravi, quien dirige el equipo científico de DSA. "Pero todo se reduce a una ingeniería cuidadosa de las antenas y los receptores, y las canalizaciones de software. Ahora rara vez nos perdemos algo".
Además de encontrar menos materia de la esperada en nuestra galaxia, la Vía Láctea, otros resultados preliminares del conjunto de telescopios han dado lugar a nuevas preguntas sobre el candidato principal para la causa de las FRB. Hallazgos anteriores han indicado que las estrellas recientemente fallecidas con magnetización extrema, llamadas magnetares, pueden ser la fuente de las FRB. Por ejemplo, en 2020, varios telescopios, incluido el STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2) de Caltech, captaron una magnetar con las manos en la masa mientras disparaba una FRB intensa en nuestra propia galaxia. Sin embargo, las nuevas observaciones de DSA muestran que las FRB se originan en una variedad diversa de galaxias, incluidas galaxias más antiguas dentro de ricos cúmulos de galaxias. Estos resultados sugieren que si los magnetares emiten FRB, se forman a través de múltiples vías potencialmente desconocidas.
"Los magnetares como los de la Vía Láctea se forman durante episodios de intensa formación estelar", dice Ravi. "Encontrar FRB de galaxias que en su mayoría han dejado de formar estrellas fue sorprendente".
Ravi dice que la DSA se volverá aún más poderosa a medida que el equipo traiga antenas de radio adicionales en línea. Hasta el momento, solo están en funcionamiento 63 de un total de 110 platos previstos.
"La DSA reúne y procesa enormes cantidades de datos todo el tiempo", dice Ravi. "La tasa de datos es equivalente a ver 28.000 películas de Netflix a la vez".
En el futuro, los astrónomos de Caltech, junto con sus colaboradores, planean construir una matriz aún mayor, llamada DSA-2000, una red de 2000 antenas de radio que sería el radiotelescopio de sondeo más poderoso jamás construido. El proyecto, que está financiado por Schmidt Futures, procesaría una tasa de datos equivalente al 20 por ciento del tráfico global de Internet actual y detectaría mil millones de nuevas fuentes de radio, que es 100 veces más de lo que conocemos hoy. Esto incluiría 40.000 nuevos FRB.
"El DSA-2000 se basará en el progreso con el DSA y revolucionará la radioastronomía", dice Gregg Hallinan, profesor de astronomía en Caltech, director del Owens Valley Radio Observatory e investigador principal de DSA-2000.
Referencias:
- Vikram Ravi et al. Deep Synoptic Array science: a 50 Mpc fast radio burst constrains the mass of the Milky Way circumgalactic medium. ARXIV 2023. https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.01000
