Las ondas gravitacionales de las estrellas de neutrones en colisión coinciden con una ráfaga de radio rápida
Las ráfagas rápidas de radio (FRB) se detectaron por primera vez en 2007 (Archivo Lorimer explotó) y se ha mantenido como uno de los fenómenos astronómicos más misteriosos desde entonces. Estos pulsos de radio brillantes generalmente duran unos pocos milisegundos y nunca se vuelven a escuchar (excepto en el raro caso de repetición de FRB). Luego tenemos las ondas gravitacionales (GW), un fenómeno predicho por la relatividad general que se detectó por primera vez el 14 de septiembre de 2015. Juntos, estos dos fenómenos han revolucionado la astronomía a medida que los eventos se detectan regularmente y brindan una nueva visión de otros misterios cósmicos.
en nuevo estudio condujo Centro de Excelencia del Consejo Australiano de Investigación para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav), un equipo de investigadores australiano-estadounidenses ha revelado que los FRB y los GW pueden estar vinculados. Según su estudio, que apareció recientemente en la revista astronomía natural, el equipo notó una posible coincidencia entre una fusión binaria de estrellas de neutrones y un FRB no recurrente brillante. Si se confirma, sus resultados podrían confirmar lo que los astrónomos han predicho durante algún tiempo: que las FRB son causadas por una variedad de eventos astronómicos.
El equipo de investigación incluyó a físicos de la Universidad de Australia Occidental, Osgrave Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía (ICRAR) en la Universidad de Curtin, WL Centro de Astrofísica de Nevada (NCfA) de la Universidad de Nevada. Estudio dirigido Alejandra Moroyanoestudiante de posgrado de la Universidad de Australia Occidental Facultad de Física, Matemáticas y Computaciónque trabajó con investigadores de OzGrav, ICRAR y NCfA para estudiar un evento GW que coincidió con el FRB (una coincidencia muy poco probable).
Las posibles causas de los FRB se han debatido desde que se descubrieron por primera vez, con candidatos que van desde agujeros negros, estrellas de neutrones y magnetares hasta posibles transmisiones extraterrestres. Hasta la fecha, se han descubierto más de 1.000 FRB gracias a radiotelescopios dedicados, como Experimento canadiense de mapeo de intensidad de hidrógeno (sonando) f aus sq km array pathfinder (Escapar). Con el tiempo, los magnetares jóvenes se han convertido en los candidatos más favorecidos por los astrofísicos, aunque observaciones recientes han fortalecido la idea de que los FRB podrían tener una amplia variedad de descendencia.
Esto incluye fusiones entre estrellas de neutrones en sistemas binarios compactos. Los astrónomos han predicho durante mucho tiempo que estas fusiones ocurrirán. explicó Clancy W. James, astrofísico de ICRAR y coautor del estudio, en un artículo reciente que apareció en Conversación:
Los astrónomos han predicho durante mucho tiempo que dos estrellas de neutrones, binarias, se fusionarán para producir una Agujero negro También debería producir una ráfaga de ondas de radio. Las dos estrellas de neutrones serían altamente magnéticas y los agujeros negros no podrían tener campos magnéticos. La idea Es el desvanecimiento repentino de los campos magnéticos cuando las estrellas de neutrones se fusionan y colapsan en un agujero negro, produciendo un estallido de radio rápido. Los campos magnéticos cambiantes producen campos eléctricos: así es como la mayoría de las centrales eléctricas producen electricidad. Y el gran cambio en los campos magnéticos en el momento del colapso puede producir los intensos campos electromagnéticos de la FRB. «
Para probar esta teoría, Moroyano y sus colegas verificaron GW190425un evento de GW descubierto el 25 de abril de 2019 por Observatorio de ondas gravitacionales láser (LIGO), y Cooperación de Virgoy CAMPANA. Este evento fue solo la segunda vez que los astrónomos detectaron GW causadas por la inspiración de dos estrellas de neutrones no giratorias (BNS). En base a las características de la señal, el equipo de LIGO estimó que estas estrellas eran entre 1,72 y 1,63 veces más masivas que el Sol y se formaron «Una estrella de neutrones sobre mí. »
Usando los datos de CHIME publicados por primera vez dos años después del evento, Moroianu identificó una ráfaga de radio rápida no recurrente (FRB 20190425A), que ocurrió solo dos horas y media después de GW190425 y se originó en el mismo lugar del cielo. Sin embargo, confirmar que los dos están relacionados fue algo difícil dado que uno de los detectores LIGO capturó el evento GW (lego livingston). Además, la NASA Telescopio espacial de rayos gamma Fermi Fue bloqueado por la Tierra en ese momento, lo que impidió la detección de rayos gamma (lo que habría confirmado que los dos eventos están relacionados).
Sin embargo, el equipo pudo determinar la distancia del FRB rastreando la cantidad de gas que pasó a través de él. Esta es una característica de las ráfagas de radio rápidas, en las que las ondas de radio de alta frecuencia viajan a través del medio interestelar (ISM) más rápido que las ondas de frecuencia. “Dado que conocemos la densidad promedio de gas en el universo, podemos relacionar este contenido de gas con la distancia, lo que se conoce como la relación de Macquart”, James agregado. «La distancia recorrida por FRB 20190425A fue una coincidencia casi perfecta para la distancia a GW190425. ¡Bingo!»
Los autores reconocen que esta coincidencia no prueba que las FRB sean causadas por fusiones de estrellas de neutrones, pero da crédito a la teoría de que el BNS también podría ser un progenitor. A pesar de la evidencia que proporcionan, también estiman que las probabilidades de que dos señales resulten del mismo evento son de aproximadamente 1 en 200. Lo que se requiere, en este punto, es encontrar ejemplos adicionales de eventos FRB y GW simultáneos. Las probabilidades de detectar tales eventos mejorarán dramáticamente cuando Virgo y Detector de ondas gravitacionales Kamioka (KAGRA) vuelve a estar en línea en mayo.
Con su sensibilidad mejorada, estos observatorios y sus contrapartes LIGO (lego hanford y LIGO Livingston) miles de eventos en las próximas décadas. Mientras tanto, CHIME, SKA y otros detectores de FRB continúan aumentando exponencialmente la cantidad de eventos de FRB registrados, lo que proporciona una base sólida para la comparación. Sin embargo, como señaló James, es posible que no tengamos que esperar mucho antes de encontrar más evidencia:
«La principal evidencia que confirmaría o refutaría nuestra teoría, un destello óptico o rayos gamma provenientes de la dirección de la ráfaga rápida de radio, desapareció hace casi cuatro años. En unos meses, podríamos tener otra oportunidad de ver si estábamos en lo cierto. .” En unos meses, podemos averiguar si hemos logrado un gran avance, o si es solo un destello en la sartén”.
Otras lecturas: Conversación
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