#Moderationis: Qué son las FRBs (Fast Radio Burst) Un nuevo e interesante fenómeno Astrofísico

El 14 de mayo de 2014 un grupo de radioastronomos a cargo de Laura Spitler en el observatorio de Parkes, detectaron por primera vez una fuerte y muy corta ráfaga de radio que duro menos de 3ms, con una localización fuera del plano galáctico y con energías extremadamente grandes.( 10 a la 33 grados kelvin, de emisión) El pulso se caracterizó como el FRB 140514, a 1.4Ghz. Es relevante anotar que ya con anterioridad se habían detectado otras explosiones de radio, esta vez más de dos observatorios confirman su rango, lo que hace pensar que son cuestionablemente exóticas. Hasta el momento no se ha logrado determinar cual es su origen, tesis preliminares sugieren que pueda tratarse de un tipo especial de rotación de pulsar, esto frente a la cantidad de energía en tan pocos milisegundos y con distancias tan grandes como Z= 0.26 ( corrimiento al rojo) , o 1 Gpc . Los parámetros astronomicos de posición ubican este exótico evento radioastronomico con las siguientes coordenadas: Ascension Derecha: 5h, 32m, 09s. Declinación: 33 grados, 05' 13.4''. Coordenadas Galácticas: Longitud: 174.95 grados: latitud: -0.223 grados...

Localización de la fuente del FRB 140514

Ahora la confirmación de la detección por parte del Radiotelescopio de Arecibo de los registros evidenciados en un primer momento por el observatorio Parkes, son una evidencia de este extraño y por el momento inexplicable evento. Mucho se ha conjeturado en torno al origen de este evento astronómico, de aquí no sea de mi interés animar infundadas elucubraciones que solo motivan al final, la creación de vagas sensaciones de certeza que solo tienen como fin aumentar la incertidumbre y desafiar de manera irresponsable el método científico.

Mis intentos están sobre la base del análisis del documento original, fijándome detenidamente en los resultados de los datos obtenidos por los dos observatorios. La comparación está basada en los conceptos astrofísicos actuales que pueden ofrecer una explicación aproximada. A partir de los anterior me atrevo a sugerir una conclusión.

Al comprobarse que es un fenómeno astronómico real, la evidencia de detección desde varios observatorios aporta varias pruebas de un nuevo fenómeno astrofísico no catalogado por la ciencia. El FRB140514 fue descubierto el 14 de mayo de 2014 a las 17:14:11 UTC con un flujo de radiación ionizante de 562.7 pc cm⁻³, tuvo una duración de 2.8 ms. Esta tiene una ubicación justo 9 grados por encima de otra FRB posteriormente detectada la FRB110220, que tuvo un lujo de radiación ionizante de 944.38 pc cm⁻³, con un corrimiento a los rojo menor a 0.80 o unos 2.8 Gigaparsecs de distancia estimada. Los modelos de radiación ionizante en todo el espectro de la vía lactea, preveen un ponderado general de 35 pc cm⁻³, es quiere decir, que la magnitud de energía detectada tanto en el FBR140154 y el FBR110220 es extremadamente alta en relación con el tiempo de duración.

Densidades de flujos de radiación de varios FRB

Fueron varios observatorios terrestres los que siguieron y analizaron el campo de visión, los datos enviados en el corto tiempo del FRB140154. El radio Telescopio Parkes en Australia que fue quien descubrió la señal y que estuvo analizando el mismo campo hasta 41 días despues de la ocurrencia del evento. El ATCA (Australia Telescope Compact Array), el GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope), el el telescopio espacial de rayos X Swift, el sensor GROND (Gamma-Ray Burts Optical-Near Infrared Detector) del observatorio terrestre de la Silla en Chile, y el observatorio de las campanas tambien en chille, observaron el campo de visión y en el ancho de banda del evento del FBR140154 horas después de su suceso, evaluas sus registros y los remanentes de emisión. Solo sería hasta un mes despues que el radiotelescopio de Arecibo detectara el FBR110220.

Diagrama hertzsprung-russell de los diferentes flujos de radiación ionizante de diferentes objetos astrófisicos conocidos.

Ahora bien, ¿Cuales son las posibles explicaciones acerca de su origen? Se pueden considerar tres casos que expliquen el origen de los FRBs.

1. la radiación ionizante es emitida de forma circular y observada como polarización lineal.
2. La radiación ionizante es emitida de forma lineal pero es observada como polarización circular, pero con un efecto de rotación de Faraday.
3. La radiación ionizante emitida no esta polarizada, solo que en el camino se va induciendo y adquiere una intrínseca polarización circular.
La radiación ionizante y su dispersión debida al recorrido de grandes distancias es una hipótesis preliminar que puede tenerse en cuenta. Las características de longitud de onda relevantes involucradas pueden deberse a otros factores que podrían imitar la dispersión en post-generación: por ejemplo, los campos magnéticos intensos con un nivel suficiente electrones arrastrados emitidos cerca de la fuente, podrían ofrecer un explicación a la dispersion y a la poterior polarización circular. Si es así, los requisitos de energía son significativamente mas convincentes hacia el centro de la Vía Láctea, donde el incremento de densidad estelar es mayor. Las estrellas de neutrones en la forma de púlsares o magnetares son ya bien conocidos por presentar una amplia y rica gama de comportamientos, todavía pueden ser considerados como buenos candidatos para explicar estas explosiones de FBRs.

Distribución de pulsars en el plano galáctico.

Ya sea que se consideren largas distancias intergalácticas o interestelares es evidente que la potencia de radiación ionizante involucrada en cualquiera de los casos es impresionante y, junto con su muy breve duración, esto podría sugerir desde mi punto de vista, una caracterización asociada a eventos propios de agujeros negros masivos o de expresiones en los inicio de giro en los momentos angulares de estrellas de neutrones o pulsars. Si estas explosiones de radio resultan provenir de miles de millones de años luz de distancia, los requerimientos de energía suponen la dependencia de una radiación constante con eventuales explosiones de rayos gamma y ondas de radio; esto claramente también implica que las altas revoluciones de las FBRs pueden tener otros candidatos exóticos todavía no conocidos por las astrofísica. Otros eventos asociados a explosiones son los conocidos rayos gamma GRBs (por sus siglas en ingles), que ocurren con mucha más frecuencia (en promedio, casi todos los días), propias de colapso de agujeros negros, o de supernovas estos podrían tener una correlación con las FBRs.

¿Los FBRs son otro efecto del comportamiento de Púlsars?. La evidencia astrofísica indica que las posiciones en el cielo de los púlsar es que su distribución se corresponde de manera no aleatoria en un patrón densificado hacia el centro del plano galáctico donde la taza de formación estelar es mas densa. Por ejemplo, la mayoría del número de púlsares aumenta progresivamente hacia la latitud cero del plano de la galaxia lo cual implica que su concentración crece hacia el bulbo de la galaxia y cae precipitadamente hacia la periferia. En comparación con latitudes galácticas inferiores, gran parte de la población de pulsar es más alta debido a un sesgo observacional en relación a la ubicación y sensibilidad de los radiotelescopios terrestres. A la fecha se conocen mas de un millar de pulsar detectados en el mediano plano galactico; detectados como una serie interminable de emisiones cortas de ondas de radio uniformemente separadas de manera muy regular, con periodos de giro extremadamente altos, con frecuencias de giro mayores a 100 vueltas. Originados de manera preliminar como consecuencia de estrellas de neutrones de muy rápida rotación y gran campo magnético.

Pulsar en la nebulosa del cangrejo

Teniendo en cuenta que las estrellas de neutrones se forman a partir de estrellas comunes, y que todas estas giran, entonces resulta lógico inferir que después de su colapso las estrellas de neutrones giren mucho más rápido. Esto es así porque, cuando una estrella se contrae quizás comience a girar más rápidamente, como cuando un patinador en giro coloca sus manos sobre el pecho, el momento angular se conserva y crece. Considerando que las estrellas de neutrones son unas 100.000 veces más pequeñas que las estrellas normales, entonces se tendría un momento de giro más alto. Por ejemplo, el sol gira una vez cada 30 días, por lo que se puede esperar que una estrella de neutrones gire una vez cada segundo. También es lógico esperar, que una estrella de neutrones tenga un gran campo magnético, dado que al encogerse la estrella concentra el campo magnético original en una área mucho más reducida, por lo que su intensidad se ve aumentada en factores exponenciales desde su escala original.

Por tanto, mi conclusión en relación al origen y evolución de los FBRs es la siguiente:
Debido a que una estrella de neutrones se caracteriza por una rápida frecuencia de giro y gran campo magnético atrapa la radiación ionizante (electrones) y la acelera hasta que alcanzan enormes velocidades; en esta condición la radiación ionizante emite intensas ondas de radio en picos de aceleración, que posteriormente en su expresión se alinean en dos direcciones opuestas de acuerdo al momentum del eje magnético de la estrella de neutrones, a medida que la estrella rota, dichos picos de ondas de radio pasan por nuestro campo de visión y son detectadas. Ahora bien, todavía no existe una explicación de los posibles efectos que tenga la polarización del vacío sobre haces de energía enviados desde tan largas distancias, es difícil evaluar los efectos, tal vez sea una fisica que aún estamos por descubrir.