Webb encuentra la pequeña galaxia anfitriona de la ráfaga rápida de radio más lejana observada hasta ahora

Astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb, una misión conjunta de la NASA, la ESA y la CSA, han identificado la galaxia que produjo FRB 20240304B, que la NASA, la ESA y el Observatorio W. M. Keck describen como la ráfaga rápida de radio más lejana encontrada hasta ahora. El estudio, dirigido por Manisha Caleb, de la Universidad de Sídney, se publicó el 8 de octubre en la revista Science, según los tres comunicados de prensa. Las ráfagas rápidas de radio, descubiertas por primera vez en 2007, son destellos de radio que duran solo milisegundos y llegan a la Tierra desde regiones muy lejanas del universo. La mayoría se observa una sola vez y nunca se vuelve a ver, y su causa sigue siendo desconocida.

El equipo MeerTRAP captó la ráfaga con el radiotelescopio sudafricano MeerKAT el 4 de marzo de 2024, de ahí su designación. Los datos de radio apuntaban a una distancia muy grande, pero confirmarla exigía encontrar la galaxia de la que procedía la ráfaga. Aunque la posición se conocía con precisión, los grandes telescopios terrestres no vieron nada allí. Según el Observatorio Keck, un equipo dirigido por el coautor J. Xavier Prochaska (Universidad de California en Santa Cruz) dedicó una hora a fotografiar ese punto con el instrumento LRIS del telescopio Keck I y no encontró ninguna galaxia. Prochaska dijo que el equipo concluyó que «si queríamos encontrar la fuente, teníamos que ir al espacio».

La cámara NIRCam de Webb detectó entonces una galaxia en la posición de la ráfaga, y su espectrógrafo NIRSpec midió el corrimiento al rojo de la galaxia en 2,148, lo que sitúa la ráfaga apenas 3 mil millones de años después del Big Bang. Según Keck, la medición se basó en la luz emitida por el oxígeno y el nitrógeno. La mayoría de las ráfagas rápidas de radio registradas hasta ahora se produjeron miles de millones de años más tarde. La galaxia anfitriona también resultó ser inusual: las galaxias vinculadas a estas ráfagas suelen ser masivas y formar estrellas, mientras que esta es una pequeña galaxia enana unas 1000 veces menos masiva de lo que el equipo esperaba, aunque está formando estrellas activamente. Existió en torno al mediodía cósmico, la época en que la formación estelar en el universo alcanzó su máximo, y su tasa de formación estelar sugiere que la mayor parte de sus estrellas pudo haber nacido en solo 30 millones de años. «La galaxia anfitriona destaca en toda la muestra de galaxias que tenemos», dijo el coautor Ben Stappers, de la Universidad de Mánchester.

Según los comunicados, esto es relevante para el debate sobre cómo se originan las ráfagas. Una explicación sostiene que proceden de la fusión de dos estrellas de neutrones. Como se espera que estas parejas necesiten miles de millones de años para acercarse en espiral, las ráfagas generadas de este modo deberían aparecer sobre todo en galaxias más viejas con poblaciones estelares evolucionadas. Otra explicación apunta a un magnetar, una estrella de neutrones joven y fuertemente magnetizada que queda cuando una estrella masiva termina como supernova; podría emitir ráfagas, por ejemplo mediante terremotos estelares, sin una larga espera, lo que las situaría en galaxias jóvenes como esta. La ESA y Keck afirman que el hallazgo indica que los magnetares jóvenes son la causa probable. «Nuestro trabajo sugiere que es muy improbable que esta FRB haya sido producida por una fusión», dijo Caleb.

La ráfaga también sirvió como sonda del espacio aparentemente vacío entre su galaxia y la Tierra. Prochaska compara una ráfaga rápida de radio con una linterna cósmica cuya señal conserva un registro de todo lo que atraviesa, lo que permite a los astrónomos rastrear la materia, de otro modo invisible, de la red cósmica. En esta señal, el equipo halló rastros de dos estructuras: un cúmulo de galaxias hasta ahora desconocido, a unos 3,5 mil millones de años luz de la Tierra, con un corrimiento al rojo de 0,3, y el cercano cúmulo de Virgo, a unos 54 millones de años luz. De cara al futuro, los investigadores estiman que MeerKAT podría detectar y localizar varias ráfagas al año con corrimientos al rojo superiores a 1,0, lo que significa más de la mitad del camino hacia el comienzo del universo. Esperan que nuevas instalaciones de radio aumenten ese ritmo y que Webb sea esencial para estudiar las galaxias anfitrionas de ráfagas tan lejanas.