El misterio de las señales repetitivas durante 3 meses está en una fuente interestelar invisible

Las ráfagas de intensas ondas de radio repetitivas provenientes del espacio han desconcertado a los astrónomos desde que se descubrieron en 2022.

En una nueva investigación, por primera vez hemos rastreado una de estas señales pulsantes hasta su origen: un tipo común de estrella ligera conocida como enana roja, probablemente en una órbita binaria con una enana blanca, el núcleo de otra estrella que explotó hace mucho tiempo.

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Un misterio con pulso lento

En 2022, nuestro equipo realizó un descubrimiento sorprendente: pulsaciones periódicas de radio que se repetían cada 18 minutos, emanando desde el espacio. Los pulsos superaban en brillo a todo lo que los rodeaba, brillaban intensamente durante tres meses y luego desaparecieron.

El emisor de radio no es la enana roja, sino un objeto invisible que orbita en binario con ella.

Sabemos que algunas señales de radio repetitivas provienen de un tipo de estrella de neutrones llamada púlsar de radio, que gira rápidamente (normalmente una vez por segundo o más), emitiendo ondas de radio como un faro. El problema es que nuestras teorías actuales indican que un púlsar que gira solo una vez cada 18 minutos no debería producir ondas de radio.

Así que pensamos que nuestro descubrimiento de 2022 podría indicar una física nueva y emocionante, o ayudar a explicar exactamente cómo los púlsares emiten radiación, algo que, a pesar de 50 años de investigación, todavía no se entiende del todo.

Desde entonces, se han descubierto más fuentes de radio que parpadean lentamente. Actualmente, se conocen unas diez “transitorias de radio de largo periodo”.

Sin embargo, encontrar más no ha sido suficiente para resolver el misterio.

Explorando los confines de la galaxia

Hasta ahora, todas estas fuentes se han encontrado en el corazón de la Vía Láctea. Esto dificulta enormemente averiguar qué tipo de estrella u objeto produce las ondas de radio, ya que hay miles de estrellas en un área pequeña. Cualquiera de ellas podría ser responsable de la señal, o ninguna.

Por ello, iniciamos una campaña para escanear el cielo con el radiotelescopio Murchison Widefield Array en Australia Occidental, capaz de observar 1.000 grados cuadrados del cielo cada minuto. Un estudiante de grado de la Universidad Curtin, Csanád Horváth, procesó datos que cubrían la mitad del cielo en busca de estas señales elusivas en regiones menos pobladas de la Vía Láctea.

Y, efectivamente, encontramos una nueva fuente. Apodada GLEAM-X J0704-37, produce pulsos de ondas de radio de un minuto de duración, como otras transitorias de radio de largo periodo. Sin embargo, estos pulsos se repiten solo una vez cada 2,9 horas, convirtiéndolo en el transitorio de radio de largo periodo más lento encontrado hasta ahora.

¿De dónde provienen las ondas de radio?

Realizamos observaciones de seguimiento con el telescopio MeerKAT en Sudáfrica, el radiotelescopio más sensible del hemisferio sur. Estas observaciones localizaron con precisión la procedencia de las ondas de radio: provenían de una estrella enana roja. Estas estrellas son increíblemente comunes, representando el 70% de las estrellas en la Vía Láctea, pero son tan débiles que ninguna de ellas es visible a simple vista.

Combinando observaciones históricas del Murchison Widefield Array con nuevos datos de monitoreo de MeerKAT, descubrimos que los pulsos llegan un poco antes y un poco después en un patrón repetitivo. Esto probablemente indica que el emisor de radio no es la enana roja en sí, sino un objeto invisible que orbita en binario con ella.

Basándonos en estudios previos sobre la evolución estelar, creemos que este emisor de radio invisible es probablemente una enana blanca, el punto final de estrellas de tamaño pequeño a mediano como nuestro propio Sol. Si fuera una estrella de neutrones o un agujero negro, la explosión que la creó habría sido tan grande que debería haber alterado la órbita.

Se necesitan dos para bailar

Entonces, ¿cómo generan una señal de radio una enana roja y una enana blanca?

La enana roja probablemente produce un viento estelar de partículas cargadas, al igual que nuestro Sol. Cuando este viento alcanza el campo magnético de la enana blanca, es acelerado, produciendo ondas de radio.

Esto podría ser similar a cómo el viento solar interactúa con el campo magnético de la Tierra para producir hermosas auroras, así como ondas de radio de baja frecuencia.

Ya conocemos algunos sistemas como este, como AR Scorpii, donde las variaciones en el brillo de la enana roja indican que la enana blanca compañera la impacta con un potente haz de ondas de radio cada dos minutos. Ninguno de estos sistemas es tan brillante ni tan lento como las transitorias de radio de largo periodo, pero tal vez, al encontrar más ejemplos, podamos desarrollar un modelo físico unificador que explique todos ellos.

Por otro lado, es posible que existan muchos tipos diferentes de sistemas capaces de producir pulsaciones de radio de largo periodo.

Sea como sea, hemos aprendido el valor de esperar lo inesperado, y seguiremos escaneando el cielo para resolver este misterio cósmico.