El telescopio Webb identifica la galaxia anfitriona del estallido de radio rápido más lejano

Los astrónomos han identificado la galaxia anfitriona del estallido de radio rápido (FRB) más lejano jamás registrado, utilizando el telescopio James Webb (JWST) de la NASA. El estallido, designado FRB 20240304B, fue detectado por primera vez por el telescopio de radio MeerKAT en Sudáfrica y se cree que viajó durante más de 10 mil millones de años antes de llegar a la Tierra. Los hallazgos se publicaron en la revista Science.

Detección del estallido

El equipo MeerTRAP utilizó el telescopio MeerKAT para detectar el estallido el 4 de marzo de 2024. La señal presentaba una gran cantidad de dispersión, un fenómeno en el que diferentes frecuencias de ondas de radio llegan en momentos ligeramente diferentes debido al viaje a través de material eléctricamente cargado. Esta dispersión sugería que la señal se originaba a una gran distancia. Sin embargo, los telescopios terrestres, incluidos los telescopios Keck, no pudieron ver la galaxia anfitriona porque era demasiado tenue.

Para confirmar la distancia e identificar la fuente, los investigadores recurrieron al JWST. La Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) del telescopio detectó una galaxia en la ubicación precisa del estallido. Posteriormente, el instrumento Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano (NIRSpec) midió el corrimiento al rojo de la galaxia en 2.148. Esta medición corresponde a un tiempo apenas 3 mil millones de años después del big bang, lo que significa que el estallido ha viajado a través de "aproximadamente el 80% de la historia cósmica", según el Dr. Themiya Nanayakkara de la Universidad de Sídney.

Una galaxia anfitriona sorprendente

La identificación de la galaxia anfitriona proporcionó perspectivas inesperadas sobre los orígenes de los FRBs. Mientras que la mayoría de las galaxias anfitrionas de FRBs identificadas anteriormente son galaxias masivas formadoras de estrellas, la galaxia que alberga FRB 20240304B es una pequeña galaxia enana. Contiene solo alrededor de 10 millones de veces la masa de nuestro Sol, que es una fracción diminuta de la masa de la Vía Láctea.

Manisha Caleb de la Universidad de Sídney, autora principal del estudio, señaló la discrepancia entre las expectativas y las observaciones. "Pensábamos que sería una gran galaxia bien formada con muchas estrellas, y en cambio era una pequeña galaxia enana, aunque estaba formando estrellas activamente", dijo Caleb. La galaxia está formando estrellas a alta velocidad y tiene un bajo contenido metálico.

Implicaciones para los orígenes de los FRBs

Las características de la galaxia anfitriona respaldan la teoría de que algunos FRBs se originan en magnetars, que son estrellas de neutrones jóvenes y altamente magnéticas. Esta teoría sugiere que un FRB puede ocurrir relativamente poco después de que una estrella masiva explote como supernova, dejando atrás un magnetar. Esta línea de tiempo rápida se alinea con el descubrimiento del estallido en una galaxia joven.

Por el contrario, los hallazgos hacen poco probable que este estallido específico fuera producido por la fusión de dos estrellas de neutrones, un proceso que generalmente requiere un retraso de tiempo más largo. "Nuestro trabajo sugiere que es muy poco probable que este FRB fuera producido por una fusión", dijo Caleb.

Mapeo de la red cósmica

Más allá de identificar la fuente, el estallido sirve como una herramienta para mapear el universo. A medida que la señal de radio viajaba hacia la Tierra, interactuó con la materia y los campos magnéticos, dejando una huella en la señal. J. Xavier Prochaska de la Universidad de California, Santa Cruz, describió el estallido como "casi como una linterna cósmica".

El equipo identificó la huella de dos estructuras cósmicas en la señal: un cúmulo de galaxias desconocido anteriormente con un corrimiento al rojo de 0.3 (aproximadamente 3.5 mil millones de años luz de la Tierra) y el Cúmulo de Virgo cercano, ubicado a unos 54 millones de años luz de la Tierra. Estas mediciones ayudan a los científicos a cuantificar la materia que no se puede ver a través de telescopios ópticos.

Por qué importa

Este descubrimiento confirma que los estallidos de radio rápido se estaban produciendo cuando el universo tenía solo una quinta parte de su edad actual. Demuestra la capacidad del JWST para identificar galaxias anfitrionas tenues para eventos cósmicos lejanos. Al estudiar estos estallidos, los astrónomos pueden comprender mejor la distribución de la materia eléctricamente cargada y los campos magnéticos a lo largo de miles de millones de años luz, proporcionando nuevos datos sobre la estructura del universo.

Fuentes (en inglés)

• theguardian.com: Astronomers detect mysterious burst of energy from a galaxy far, far away | Astronomy | The Guardian
• science.nasa.gov: Webb Measures Distance to Farthest Fast Radio Burst, Suggesting Origin - NASA Science
• theconversation.com: Astronomers pinpoint the origin of a 10 billion-year-old millisecond signal from space

Traducción con IA del artículo original en inglés, revisada automáticamente para que diga lo mismo que el original. Las fuentes fueron verificadas en inglés.