La luz polarizada permite reconsiderar el misterio de la señales FRB

Lo que los científicos pensaban hasta ahora sobre el origen de las misteriosas señales cósmicas FRB (Fast Radio Burst) es solo la punta del iceberg, según un estudio liderado por la Universidad de Toronto.

Los misterios de las explosiones cósmicas de milisegundos de duración se están desvelando con una nueva forma de analizar los datos del Experimento canadiense de mapeo de la intensidad del hidrógeno (CHIME, por sus siglas en inglés).

Publicado en The Astrophysical Journal, el estudio detalla las propiedades de la luz polarizada de 128 FRB no repetitivas (es decir, de fuentes que solo han producido una única ráfaga hasta la fecha). El estudio descubre que parecen provenir de galaxias como nuestra Vía Láctea, con densidades y campos magnéticos modestos.

Estudios anteriores de FRB se han centrado en muestras mucho más pequeñas de fuentes repetitivas hiperactivas que, en contraste, parecen originarse en entornos densos y extremadamente magnetizados. Solo alrededor del 3 % de las FRB conocidas se repiten y provienen de una fuente que ha producido múltiples ráfagas desde que se las descubrió.

La mayoría de los radiotelescopios sólo pueden ver pequeños puntos en el cielo, lo que hace que sea más fácil centrarse en las FRB repetitivas con posiciones conocidas. CHIME puede estudiar un área extremadamente grande del cielo para detectar tanto las FRB repetitivas como las no repetitivas.

"Éste fue el primer vistazo al otro 97%", dice en un comunicado el autor principal Ayush Pandhi, estudiante de doctorado en el Instituto Dunlap de Astronomía y Astrofísica y el Departamento David A. Dunlap de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Toronto.

"Nos permite reconsiderar lo que pensamos que son las FRB y ver en qué se diferencian las FRB repetitivas y las no repetitivas".

Un misterio cósmico

Las FRB, detectadas por primera vez en 2007, son destellos extremadamente energéticos que provienen de fuentes distantes en todo el universo. Si bien se han catalogado más de 1.000 FRB desde entonces, los científicos aún no saben exactamente dónde o cómo se producen. También se han preguntado si las FRB repetitivas y las no repetitivas se originan en entornos similares.

"Esta es una nueva forma de analizar los datos que tenemos sobre las FRB. En lugar de simplemente observar lo brillante que es algo, también estamos observando el ángulo de las ondas electromagnéticas vibrantes de la luz", dice Pandhi. "Te brinda información adicional sobre cómo y dónde se produce esa luz, y por qué ha pasado en su viaje hasta nosotros a lo largo de muchos millones de años luz".

Toda la luz viaja como ondas que interpretamos como diferentes colores dependiendo de las longitudes entre sus picos y valles. Gran parte de la luz en el universo viaja en longitudes de onda que el ojo humano no puede ver, incluida la luz de las FRB, pero los radiotelescopios como CHIME sí pueden.

La luz polarizada está formada por ondas que vibran en un solo plano: verticalmente, horizontalmente u otro ángulo intermedio. Se observó que la dirección en la que se polariza la luz de las FRB cambia de dos maneras: con el tiempo y con el color de la luz. Estos cambios pueden explicar cómo se pudo haber producido una FRB y qué tipo de material atraviesa en su viaje a la Tierra.

El estudio de cómo cambia la dirección de polarización para los diferentes colores de la luz puede indicarnos la densidad local de donde se produce una FRB y la fuerza del magnetismo presente en ella.

Para determinar qué son las FRB y cómo se producen, los científicos necesitan comprender sus entornos locales. Este estudio concluye que la mayoría de las FRB, aquellas que no se repiten, no son como las pocas fuentes repetitivas que se han estudiado anteriormente. Sugiere que esta muestra es una población separada o versiones más evolucionadas de la misma población que se originan en un entorno menos extremo con una tasa de ráfagas menor.

Entre las instituciones colaboradoras se incluyen el Instituto Dunlap de la Universidad de Toronto, la Universidad de California en Santa Cruz, la Universidad de Ámsterdam y la Universidad McGill.

El proyecto CHIME está codirigido por la Universidad de Columbia Británica, la Universidad McGill, la Universidad de Toronto y el Observatorio Radioastrofísico Dominion con instituciones colaboradoras de toda América del Norte.

Está ubicado en el Observatorio Radioastrofísico Dominion, una instalación para la astronomía operada por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá.