Las FRB un Misterio de Escala Cósmica / FRBs a Cosmic Scale Mystery

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Las FRB un Misterio de Escala Cósmica

FRB son las siglas en inglés para Ráfagas Rápidas de Radio, las cuales son uno de los fenómenos astronómicos más intrigantes de la actualidad. Existen infinidad de objetos astronómicos que emiten radiación electromagnética en la longitud de ondas de radio, estrellas, radio galaxias, nebulosas e incluso planetas, sin embargo, estas emisiones de radio se caracterizan por ser predecibles, pues o bien son continuas o son periódicas y a pesar de que sus magnitudes o duraciones pueden variar, son fácilmente detectadas pues siempre están presentes.

Las FRB, son estallidos cortos de unas pocas fracciones de segundo, muy energéticos que generan un pulso de radio de una magnitud puede ser tal que requeriría la energía emitida por el Sol durante todo un año para generarlo, la mayor parte de estos estallidos, generalmente los más energéticos ocurren una vez y no vuelven a repetirse, sin embargo, existen unos pocos detectados, cinco en total, que suelen suceder con cierta periodicidad. [1][3][4]

La primera detección de una FRB se le atribuye a Duncan Lorimer y su estudiante David Narkevic, quienes se encontraban estudiando datos sobre diferentes estallidos de energía transitorios en 2007. [1]

Desde el hallazgo de Lorimer, cientos de FRB han sido descubiertas, la gran mayoría situadas fuera de la Vía Láctea, algunas de ellas llegando incluso emitir cientos de ráfagas sin formar ningún tipo de patrón aparente en periodos de algunas horas. [1][2]

Muchas explicaciones se han dado para este fenómeno, algunas de ellas muy osadas y creativas, en un principio se llegó a hablar de posibles reflejos de la vela de una nave interestelar a batallas espaciales, sin embargo, tras el descubrimiento de muchas otras FRB situadas en una variedad de ubicaciones diferentes, permitió dar por descartada la idea de fuentes de naturaleza tecnológicas, mientras que desde el punto de vista de los objetos espaciales se han asociado con la creación de los agujeros negros, con los pulsares o magnetares. [1][2]

En 2020 un estudio sugirió que el origen de la FRB200428, detectada por primera vez el 28 de abril del mismo año por los radiotelescopios CHIME, en Columbia Británica, Canadá y STARE2, situado entre California y Utah en Estados Unidos, se trataba de un magnetar situado a unos 30.000 años luz de la Tierra, cerca del núcleo de nuestra galaxia.

El FRB200428, se trata de una fuente que se repite con cierta regularidad, generando ráfagas de una magnitud equivalente a la energía emitida por el Sol en medio minuto, los equipos de ambos telescopios, pudieron identificar que una serie de estallidos coincidió con un destello en el rango de los rayos X emitido por el magnetar SGR J1935 + 2154, situado a 30.000 años luz dentro la Vía Láctea, estas observaciones fueron validadas por las de seis telescopios espaciales. Por lo que situaron este FRB como el primero detectado en la Vía Láctea. [4]

Sin embargo, observaciones realizadas, en periodos de ocho horas entre los días 16 y 29 de abril de 2020, por el telescopio FAST, situado en el Suroeste de China, el radiotelescopio de plato único más grande del mundo, indicaron que, no se detectaron emisiones de radio, provenientes de SGR J1935 + 2154, durante ningún estallido de rayos X. Si bien esto no descarta la posibilidad de que el magnetar sea la fuente del FRB, pues FAST no se encontraba observando SGR J1935 + 2154, en el momento exacto de su ocurrencia, si pareciese indicar que la emisión de un FRB por un Magnetar es algo muy raro y que no estarían directamente relacionados con los periódicos estallidos de rayos X de estos remanentes estelares, sembrando la duda de si realmente el origen de FRB200428, está en la Vía Láctea o fuera de ella. [4]

Para terminar, un estudio presentado en 2022 en la revista Nature, por los radioastrónomos Heng Xu, Kejia Lee y Subo Dong de la Universidad de Pekin y Weiwei Zhu, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de China, ha recolectado datos del FRB20201124A, logrando recabar la mayor muestra de éstos proveniente de una única fuente, con hasta 1863 ráfagas, detectadas en 82 horas de observaciones distribuidas en 54 días de finales de la primavera de 2021, usando el radiotelescopio FAST. [5]

El estudio de FRB20201124A, llegó a la conclusión de que un magnetar por sí mismo, no podría explicar los FRB, pues se detectó una variación en la magnitud del campo magnético y la densidad de las partículas en las proximidades de la fuente del FRB, lo que indica que debe haber algún compañero binario, moviéndose junto al magnetar. [5]

Al final de todo, los FRB aun siguen siendo una interrogante por resolver para la astronomía, su naturaleza esquiva y las grandes distancias que nos separan de sus fuentes, dificultan su estudio, mientras que la naturaleza relativamente periódica de algunos pocos de los observados, incluso pone en duda que se trate de el mismo tipo de fenómeno, pudiendo darse la posibilidad de que existan más de una posible explicación para estos repentinos estallidos de energía.

Texto de @amart29, Barcelona, Venezuela, noviembre de 2022

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English


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FRBs a Cosmic Scale Mystery

FRB stands for Fast Radio Bursts, which are one of the most intriguing astronomical phenomena today. There are countless astronomical objects that emit electromagnetic radiation in the length of radio waves, stars, radio galaxies, nebulae and even planets, however, these radio emissions are characterized by being predictable, because they are either continuous or periodic and although their magnitudes or durations may vary, they are easily detected because they are always present.

The FRB, are short bursts of a few fractions of a second, very energetic that generate a radio pulse of a magnitude can be such that would require the energy emitted by the Sun for a whole year to generate it, most of these bursts, usually the most energetic occur once and do not recur, however, there are a few detected, five in total, which usually occur with some periodicity. [1][3][4]

The first detection of an FRB is credited to Duncan Lorimer and his student David Narkevic, who were studying data on different transient energy bursts in 2007. [1]

Since Lorimer's finding, hundreds of FRBs have been discovered, the vast majority located outside the Milky Way, some of them even emitting hundreds of bursts without forming any apparent pattern over periods of a few hours. [1][2]

Many explanations have been given for this phenomenon, some of them very daring and creative, at first there was talk of possible reflections of the sail of an interstellar spacecraft to space battles, however, after the discovery of many other FRBs located in a variety of different locations, allowed to rule out the idea of technological nature sources, while from the point of view of space objects have been associated with the creation of black holes, with pulsars or magnetars. [1][2]

In 2020 a study suggested that the origin of FRB200428, first detected on April 28 of the same year by the radio telescopes CHIME, in British Columbia, Canada and STARE2, located between California and Utah in the United States, was a magnetar located about 30,000 light-years from Earth, near the core of our galaxy.

The FRB200428 is a source that repeats with a certain regularity, generating bursts of a magnitude equivalent to the energy emitted by the Sun in half a minute. The teams of both telescopes were able to identify that a series of bursts coincided with a flash in the X-ray range emitted by the magnetar SGR J1935 + 2154, located 30,000 light years inside the Milky Way, these observations were validated by those of six space telescopes. Thus they placed this FRB as the first detected in the Milky Way. [4]

However, observations made, in eight-hour periods between April 16 and 29, 2020, by the FAST telescope, located in Southwest China, the world's largest single-dish radio telescope, indicated that, no radio emissions, coming from SGR J1935 + 2154, were detected during any X-ray burst. Although this does not rule out the possibility that the magnetar is the source of the FRB, since FAST was not observing SGR J1935 + 2154 at the exact moment of its occurrence, it does seem to indicate that the emission of a FRB by a magnetar is very rare and that it would not be directly related to the periodic X-ray bursts of these stellar remnants, raising the question of whether the origin of FRB200428 is really in the Milky Way or outside it. [4]

To conclude, a study presented in 2022 in the journal Nature, by radio astronomers Heng Xu, Kejia Lee and Subo Dong of Peking University and Weiwei Zhu of the National Astronomical Observatories of China, has collected data from FRB20201124A, managing to collect the largest sample of these from a single source, with up to 1863 bursts, detected in 82 hours of observations spread over 54 days in late spring 2021, using the FAST radio telescope. [5]

The study of FRB20201124A, concluded that a magnetar by itself, could not explain the FRBs, as a variation in magnetic field magnitude and particle density was detected in the vicinity of the FRB source, indicating that there must be some binary companion, moving alongside the magnetar. [5]

At the end of the day, the FRBs still remain a question mark for astronomy, their elusive nature and the great distances that separate us from their sources make their study difficult, while the relatively periodic nature of some of the few observed ones even casts doubt on whether they are the same type of phenomenon, with the possibility that there may be more than one possible explanation for these sudden bursts of energy.

Text of @amart29, Barcelona, Venezuela, November 2022


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Referencias / Sources

  1. Wikipedia, Ráfaga rápida de radio, Wikipedia.
  2. Europapress, Nuevas y desconcertantes funciones captadas en señales cósmicas FRB, Europapress.
  3. Rogers, K., Astrónomos afirman que una rara ráfaga de radio rápida surgió desde un sistema binario, CNN.
  4. Patel, N., El curioso caso de la ráfaga rápida de radio 200428 y su misterioso origen, MIT Technology Review
  5. Nieves, J., Un nuevo hallazgo echa por tierra lo que creíamos saber sobre los FRB, potentes señales de radio del espacio exterior, ABC Ciencia.
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