Astrónomos detectan destellos brillantes de una nueva y misteriosa clase de objeto cósmico
Por Ashley Strickland, CNN
Astrónomos detectaron un asombroso objeto celestial que emite brillantes destellos de ondas de radio y rayos X que duran dos minutos y se repiten cada 44 minutos.
En un giro inesperado, el descubrimiento marca la primera vez que se han asociado potentes rayos X con un objeto que podría ser un transitorio de periodo largo. Los astrónomos detectaron por primera vez esta críptica y nueva clase de objetos en 2022, y hasta ahora se han encontrado menos de una docena.
“Los transitorios [de radio] de periodo largo (LPTs) son una clase de objetos cósmicos identificados recientemente que emiten brillantes destellos de ondas de radio cada pocos minutos a varias horas”, dijo el Dr. Andy Wang, un docente asociado en el Instituto Curtin de Astronomía de Radio en Australia, en un correo electrónico. “Qué son estos objetos y cómo generan sus señales inusuales sigue siendo un misterio”.
El objeto, llamado ASKAP J1832-0911, se encuentra a unos 15.000 años luz de la Tierra en la misma galaxia que nuestro sistema solar.
Las emisiones de rayos X, descubiertas por el Observatorio de Rayos X Chandra de la NASA, podrían ser la clave para ayudar a los astrónomos a comprender más sobre la verdadera naturaleza de estos intrigantes objetos cósmicos y su comportamiento pulsante.
“Los rayos X generalmente provienen de ambientes extremadamente calientes y energéticos, por lo que su presencia sugiere que algo dramático le sucedió al objeto”, dijo Wang, autor principal de un estudio que reporta las observaciones, el cual fue publicado este miércoles en la revista Nature.
Los transitorios de periodo largo parecen ser más energéticos de lo que se creía anteriormente si pueden producir rayos X, que tienen más energía que las ondas de radio, dijo Wang.
Ahora, los investigadores están tratando de averiguar la fuente de las ondas de radio y los rayos X de ASKAP J1832-0911, que no encajan en una categoría específica, y si realmente es representativo de un transitorio de periodo largo o un caso excéntrico.
Al principio, el equipo pensó que el objeto podría ser un magnetar, o el denso remanente de una estrella con un campo magnético extremadamente poderoso, o un par de estrellas que incluye una estrella muerta altamente magnetizada llamada enana blanca. Pero ninguno de esos se alineaba completamente con las brillantes y variables emisiones de ondas de radio y rayos X, dijeron los investigadores.
“Este objeto es diferente a todo lo que hemos visto antes”, dijo Wang. “Incluso esas teorías no explican completamente lo que estamos observando. Este descubrimiento podría indicar un nuevo tipo de física o nuevos modelos de evolución estelar”.
Los astrónomos rastrearon una detección previa de un transitorio de periodo largo, anunciada en marzo, hasta una enana blanca que orbita estrechamente a una pequeña y fría estrella enana roja. Las dos estrellas orbitan entre sí tan cerca que sus campos magnéticos interactúan, emitiendo largas ráfagas de radio.
En ese estudio, los investigadores detectaron señales en luz visible e infrarroja que correspondían con las señales que observaron, sugiriendo que podrían pertenecer a dos tipos diferentes de objetos. El equipo de Wang no hizo tales observaciones de ASKAP J1832-0911, dijo.
Charlie Kilpatrick, coautor del estudio de marzo, calificó el nuevo hallazgo como “emocionante”. No participó en la nueva investigación.
“La naturaleza de esta fuente cierra la brecha entre los magnetares más extremos y las enanas blancas, lo que nos dice cuán extremos pueden ser [estos] objetos compactos”, escribió Kilpatrick, profesor asistente de Investigación en el Centro de Exploración e Investigación Interdisciplinaria en Astrofísica de la Universidad Northwestern en Illinois, en un correo electrónico.
Wang dijo que futuras observaciones de rayos X podrían revelar más sobre el objeto, como su temperatura y tamaño, que los investigadores podrían usar para determinar la fuente. Pero ya las nuevas detecciones están cambiando la forma en que Wang y sus colaboradores piensan sobre señales transitorias de periodo largo.
Los astrónomos de radio escanean regularmente el cielo utilizando la sonda de matriz de kilómetros cuadrados de Australia (ASKAP), ubicada en Wajarri Yamaji Country, en Australia Occidental, operada por la Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth de Australia (CSIRO).
Wang y sus colaboradores captaron por primera vez una señal brillante del objeto en diciembre de 2023. Luego, el objeto emitió pulsos extremadamente brillantes de ondas de radio, en febrero de 2024. Menos de 30 objetos conocidos en el cielo han alcanzado alguna vez tal brillo en ondas de radio, dijo Wang.
Por coincidencia, el Observatorio de Rayos X Chandra estaba apuntando a otra cosa, pero le ocurrió captar observaciones de rayos X de la fase “loca” brillante de la transitoria de periodo largo, dijo Wang.
“Descubrir que ASKAP J1832-0911 estaba emitiendo rayos X fue como encontrar una aguja en un pajar”, dijo Wang. “El telescopio de radio ASKAP tiene un amplio campo de visión del cielo nocturno, mientras que Chandra observa solo una fracción de él. Así que fue afortunado que Chandra observase la misma área del cielo nocturno al mismo tiempo”.
A diferencia de las estrellas de neutrones que giran rápidamente y son llamadas púlsares, que liberan pulsos que duran de milisegundos a segundos, ASKAP J1832-0911 varió periódicamente en intensidad de ondas de radio y rayos X cada 44 minutos. El objeto también disminuyó en intensidad de rayos X y ondas de radio. Las observaciones tomadas por Chandra seis meses después, en agosto de 2024, no mostraron rayos X.
El equipo también utilizó el instrumento CRACO, o núcleo coherente de radioastronomía, que se desarrolló recientemente para detectar misteriosos estallidos rápidos de radio, o destellos de ondas de radio de milisegundos de duración, y otros fenómenos celestes. El instrumento puede escanear y procesar datos rápidamente para detectar estallidos y localizar su ubicación.
“Eso es el equivalente a filtrar toda una playa de arena para buscar una sola moneda de cinco centavos cada minuto”, dijo el Dr. Keith Bannister, un astrónomo e ingeniero del CSIRO que ayudó a desarrollar el instrumento.
Pero el CRACO también es capaz de detectar pulsos de radio largos y ayudó al equipo a determinar que los estallidos de ondas de radio estaban repitiéndose. Otras observaciones mostraron que los rayos X también se estaban repitiendo.
Los datos de telescopios en Estados Unidos, Sudáfrica y la India y colaboradores de todo el mundo hicieron de la detección extremadamente rara un esfuerzo verdaderamente global, dijo Wang.
De cara al futuro, Wang y su equipo continuarán buscando más objetos que emitan estos largos pulsos de radio.
“Encontrar uno de estos objetos sugiere la existencia de muchos más”, dijo la coautora del estudio, la Dra. Nanda Rea, profesora en el Instituto de Ciencias Espaciales y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña, en España, en un comunicado. “El descubrimiento de su emisión transitoria de rayos X abre nuevas perspectivas sobre su naturaleza misteriosa”.
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