Traducido por el equipo de Sott.net

Un equipo de investigación internacional dirigido por el profesor LI Di y el doctor WANG Pei, de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias (NAOC), captó un episodio extremo de explosiones cósmicas del Fast Radio Burst (FRB) 121102, utilizando el radiotelescopio esférico de quinientos metros de apertura (FAST). Se detectaron un total de 1.652 estallidos independientes en 47 días a partir del 29 de agosto de 2019 (UT).
FRB
© NAOC
Fig. 1 FAST capta un pulso real de FRB 121102.
Se trata del mayor conjunto de eventos de FRB hasta el momento, más que el número reportado en todas las demás publicaciones juntas. Este conjunto de estallidos permite determinar, por primera vez, la energía característica y la distribución de energía de cualquier FRB, arrojando así luz sobre el motor central que impulsa las FRB.

Estos resultados se publicaron en Nature el 13 de octubre de 2021 (hora del este de Estados Unidos).

Los FRB se detectaron por primera vez en 2007. Estas explosiones cósmicas pueden durar hasta una milésima de segundo y producir el equivalente a un año de la energía total del Sol. El origen de las FRB sigue siendo desconocido. Aunque incluso se han considerado los extraterrestres en los modelos de las FRB, las causas naturales se ven claramente favorecidas por las observaciones. Los focos recientes incluyen estrellas de neutrones exóticas hipermagnetizadas, agujeros negros y cuerdas cósmicas sobrantes del Big Bang.

Los científicos han descubierto que una pequeña fracción de las FRB se repite. Este fenómeno facilita los estudios de seguimiento, incluida la localización e identificación de las galaxias anfitrionas de los FRB.

FRB 121102 es el primer repetidor conocido y el primer FRB bien localizado. Los científicos han identificado su origen en una galaxia enana. Además, este FRB está claramente asociado a una fuente de radio persistente. Ambas pistas son cruciales para resolver el misterio cósmico de los FRB. El comportamiento de FRB 121102 es difícil de predecir y comúnmente descrito como "estacional".

Mientras se probaba el backend de FAST FRB durante la fase de puesta en marcha, el equipo notó que FRB 121102 estaba actuando con frecuentes pulsos brillantes. Entre el 29 de agosto y el 29 de octubre de 2019, se detectaron 1.652 eventos de ráfagas independientes en un total de 59,5 horas. Si bien la cadencia de los estallidos varió durante la serie, se observaron 122 estallidos durante la hora pico, lo que corresponde a la tasa de eventos más alta jamás observada para cualquier FRB.

Esta alta cadencia facilita el estudio estadístico de estas ráfagas de FRB. Los investigadores encontraron una clara energía característica de E0= 4.8 × 1037erg, por debajo de la cual la generación de los estallidos se volvió menos eficiente. La distribución de la energía de los estallidos puede describirse adecuadamente como bimodal, a saber, una función log-normal para los estallidos de baja E y una función de Lorentz para los de alta E, lo que implica que los pulsos FRB más débiles pueden ser de naturaleza estocástica y los más fuertes implican una relación entre dos cantidades independientes.

FRB Energy
© NAOC
Fig. 2 La distribución de la tasa de ráfagas de energía equivalente isotrópica a 1,25 GHz para FRB 121102.
"La energía total de este conjunto de estallidos ya suma el 3,8% de la que se puede obtener de un magnetar y no se encontró ninguna periodicidad entre 1 ms y 1000 s, lo que restringe mucho la posibilidad de que FRB 121102 provenga de un objeto compacto aislado", "dijo el Dr. WANG."

Se han descubierto más de seis nuevos FRB a través de la encuesta FAST de radioastronomía comensal (CRAFTS), incluido un nuevo repetidor similar al 121102. "Al ser la mayor antena del mundo, la sensibilidad del FAST resulta propicia para revelar las complejidades de los transitorios cósmicos, incluidos los FRB", afirmó el profesor LI.

Este proyecto forma parte de una larga colaboración desde la fase de puesta en marcha del telescopio FAST. Entre las principales instituciones asociadas se encuentran la Universidad Normal de Guizhou, la Universidad de Nevada Las Vegas, la Universidad de Cornell, el Instituto Max-Planck de Radioastronomía, la Universidad de Virginia Occidental, el CSIRO, la Universidad de California Berkeley y la Universidad de Nanjing.

FRB by FAST Telescope
© NAOC
Fig. 3 Un "río" de estallidos de una galaxia registrado por el telescopio FAST. El recuento de estallidos y las energías se muestran en histogramas, imitando la pintura "Una tierra inmensa" de WANG Ximeng de la dinastía Song.