Un innovador estudio de científicos japoneses respalda la teoría de que las ráfagas de radio rápidas las causan terremotos estelares en la superficie de las estrellas de neutrones. Este descubrimiento podría ayudar a los expertos a comprender mejor los terremotos, el comportamiento de la materia de alta densidad y diversos aspectos de la física nuclear.
Las ráfagas de radio rápidas (FRB) son un misterio astronómico y su causa y orígenes exactos aún no se han confirmado. Estas intensas ráfagas de energía de radio son invisibles para el ojo humano, pero aparecen brillantemente en los radiotelescopios.
En estudios anteriores se han observado amplias similitudes entre la distribución de energía de FRB repetidas y la de terremotos y erupciones solares.
Sin embargo, en este trabajo observacional de la Universidad de Tokio que aparece en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, se analizó el tiempo y la energía de las FRB y se encontraron diferencias claras con las erupciones solares, pero varias similitudes notables con los terremotos. Esto respalda la teoría de que las FRB las causan terremotos estelares en la superficie de las estrellas de neutrones.
La inmensidad del espacio encierra muchos misterios. Si bien algunas personas sueñan con ir con valentía a donde nadie ha ido antes, hay mucho que podemos aprender desde la comodidad de la Tierra. Gracias a los avances tecnológicos, podemos explorar la superficie de Marte, maravillarnos con los anillos de Saturno y captar señales misteriosas del espacio profundo. Las ráfagas de radio rápidas son ráfagas de energía brillantes y enormemente potentes visibles en ondas de radio.
Descubiertas por primera vez en 2007, estas explosiones pueden viajar miles de millones de años-luz, pero normalmente duran apenas milésimas de segundo. Se ha estimado que podrían ocurrir hasta 10.000 FRB cada día si pudiéramos observar todo el cielo.
Ráfagas de radio rápidas
Si bien las fuentes de la mayoría de las ráfagas detectadas hasta ahora parecen emitir un evento único, hay alrededor de 50 fuentes de FRB que emiten ráfagas repetidamente.
Se desconoce la causa de las FRB, pero se han propuesto algunas ideas, incluida la de que incluso podrían tener un origen extraño. Sin embargo, la teoría predominante actualmente es que, al menos algunas, las emiten estrellas de neutrones.
Estas estrellas se forman cuando una estrella supergigante colapsa, pasando de ocho veces la masa de nuestro Sol (en promedio) a un núcleo superdenso de sólo entre 20 y 40 kilómetros de diámetro. Los magnetares son estrellas de neutrones con campos magnéticos extremadamente fuertes y se ha observado que emiten FRB.
«En teoría, se consideraba que la superficie de un magnetar podría estar experimentando un terremoto, una liberación de energía similar a los terremotos en la Tierra. Los avances observacionales recientes han llevado a la detección de miles de FRB más, por lo que aprovechamos la oportunidad para comparar los ahora grandes conjuntos de datos estadísticos disponibles para FRB con datos de terremotos y erupciones solares, para explorar posibles similitudes», explica el profesor Tomonori Totani.
Hasta ahora, el análisis estadístico de las FRB se ha centrado en la distribución de los tiempos de espera entre dos ráfagas sucesivas. Sin embargo, el profesor Totani y Yuya Tsuzuki señalan que calcular sólo la distribución del tiempo de espera no tiene en cuenta las correlaciones que podrían existir entre otras ráfagas.
Energía de los terremotos estelares
Entonces, el equipo decidió calcular la correlación en el espacio bidimensional, analizando el tiempo y la energía de emisión de casi 7.000 ráfagas de tres fuentes FRB repetidoras diferentes. Luego aplicaron el mismo método para examinar la correlación tiempo-energía de los terremotos (utilizando datos de Japón) y de las erupciones solares (utilizando registros de la misión internacional Hinode para estudiar el Sol) y compararon los resultados de los tres fenómenos.
En opinión del profesor Totani, “los resultados muestran similitudes notables entre las FRB y los terremotos en las siguientes formas: primero, la probabilidad de que ocurra una réplica para un solo evento es del 10 al 50 %; en segundo lugar, la tasa de ocurrencia de réplicas disminuye con el tiempo, como una potencia del tiempo; tercero, la tasa de réplicas es siempre constante incluso si la actividad sísmica del FRB (tasa media) cambia significativamente; y cuarto, no existe correlación entre las energías del shock principal y su réplica”.
Esto sugiere fuertemente la existencia de una corteza sólida en la superficie de las estrellas de neutrones y que los terremotos estelares que ocurren repentinamente en estas cortezas liberan enormes cantidades de energía que vemos como FRB.
El equipo tiene la intención de continuar analizando nuevos datos sobre FRB, para verificar que las similitudes que han encontrado son universales. «Al estudiar los terremotos en estrellas ultradensas distantes, que son entornos completamente diferentes a los de la Tierra, podemos obtener nuevos conocimientos sobre los terremotos», puntualiza el profesor Totani.
El interior de una estrella de neutrones es el lugar más denso del universo, comparable al interior de un núcleo atómico. Los terremotos estelares de neutrones han abierto la posibilidad de obtener nuevos conocimientos sobre la materia de muy alta densidad y las leyes fundamentales de la física nuclear.