Un estudio liderado por Susana Araujo, recientemente doctorada en el Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), logró detectar cientos de pulsos gigantes de un magnetar, uno de los objetos más exóticos y violentos del cosmos. El hallazgo, realizado con los radiotelescopios del Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR), representa un avance significativo en la capacidad argentina para estudiar fenómenos transitorios.
Por Facundo Rodriguez
facundo.rodriguez@unc.edu.ar
Las estrellas de neutrones ya son, de por sí, objetos extremos: restos ultradensos que quedan tras la explosión de una estrella masiva. Pero existe una subclase aún más enigmática: los magnetares. Como su nombre lo sugiere, poseen campos magnéticos miles de millones de veces más intensos que cualquier imán terrestre. Son tan poderosos que pueden deformar la materia y desencadenar explosiones de rayos X y rayos gamma.
Aunque se conocen unos treinta en nuestra galaxia, apenas seis magnetares han sido detectados en radiofrecuencias. Entre ellos,se destaca XTE J1810-197, situado a unos diez mil años luz, en la constelación de Sagitario. Este reciente estudio constituye el primer análisis íntegramente realizado con infraestructura nacional de pulsos individuales de un magnetar.
“Utilizamos un instrumento argentino, operado en un instituto de CONICET, con observaciones llevadas a cabo por personal local y analizadas completamente en el país”, resume Araujo. “Y contribuimos a entender un objeto que hoy está en el centro de la investigación en radioastronomía”.
¿Qué son esos pulsos y por qué importan?
Los magnetares no emiten radio de manera continua; sino, en ráfagas breves, a veces separadas por años de silencio. Para estudiarlos, no alcanza con analizar la señal promedio: es clave identificar eventos individuales, pulsos aislados que pueden ser miles de veces más brillantes que el nivel de fondo. A estos estallidos se los conoce como pulsos gigantes.
Entre septiembre de 2022 y julio de 2023, Araujo y su equipo utilizaron las dos antenas de 30 metros del IAR, ubicadas en el parque Pereyra Iraola (provincia de Buenos Aires), para observar XTE J1810-197 casi a diario. Acumularon más de 260 horas de observación y detectaron 249 pulsos gigantes, algunos con energías récord para este objeto.
“Registramos los eventos más intensos reportados para este magnetar hasta el momento del envío del trabajo”, señala la investigadora. Uno de los pulsos alcanzó un brillo comparable al de ciertas ráfagas rápidas de radio de alta intensidad, los fenómenos más energéticos del universo en radio.
Representación artística del magnetar estudiado. Se cree que la emisión se genera en una región acotada alrededor de la estrella, señalada aquí por los conos naranjas. Créditos: ©Gregory Desvignes / MPIfR.
La ventaja de estar del lado correcto del planeta
Una de las claves del trabajo fue estratégica: la ubicación geográfica. Mientras que la mayoría de los grandes radiotelescopios se encuentran en el hemisferio norte, el IAR está en el sur. Y eso, en astronomía, puede marcar la diferencia.
“IAR es geográficamente complementario a otros radiotelescopios”, explica Araujo. “En el estudio de fenómenos variables, la cobertura continua es fundamental, pero ningún telescopio puede lograrla por sí solo. Al observar en intervalos que otros no cubrían, pudimos captar el momento de máxima actividad del magnetar”.
De hecho, en enero y febrero de 2023, cuando la tasa de pulsos por hora alcanzó su pico, el radiotelescopio de Green Bank, uno de los más sensibles del mundo, no estaba observando la fuente. El IAR fue testigo único de ese período de máxima actividad.
La ciencia detrás del ruido
Detectar estos pulsos no fue sencillo. Las observaciones en radio están atravesadas por interferencias: señales de teléfonos, satélites e incluso emisiones solares. Además, la técnica de búsqueda de pulsos individuales era nueva para el grupo.
“Nadie sabía bien cómo implementarla ”, recuerda Araujo. “Tuve que reconstruirla a partir de artículos, validarla con otras fuentes y convencerme de que los resultados eran correctos. Fue un proceso difícil, pero muy enriquecedor”.
El resultado no es sólo una publicación científica, sino también una metodología que queda disponible para la comunidad. “Me aseguré de que mi tesis doctoral documentara en detalle cada paso. Funciona, en la práctica, como una guía para aplicar esta técnica con las antenas del IAR”, explica.
¿Qué nos dicen estos pulsos sobre el universo?
Los pulsos gigantes no son sólo fenómenos espectaculares: contienen información clave. A través de la dispersión de las ondas de radio (provocada por electrones libres en el espacio interestelar) es posible estimar distancias y estudiar el medio que atraviesa la señal.
Además, sus altísimas temperaturas de brillo, millones de veces superiores a la de la superficie solar, indican que la radiación es de origen coherente: un mecanismo físico que aún no se comprende completamente.
“La emisión en radio de estrellas de neutrones es un problema abierto desde hace más de 50 años”, señala Araujo. “Y los magnetares, con sus campos magnéticos extremos, nos llevan al límite de lo que entendemos sobre la física”.
El cierre de una etapa y el inicio de otra
Para Susana Araujo, este trabajo marca el cierre de su doctorado. “Fue un proceso intenso y, a la vez, exigente y liberador. Aprendí muchísimo. Hoy, en mi grupo, me consideran la experta en magnetares de la Argentina, aunque yo siento que todavía queda todo por aprender. Pero haber logrado una detección positiva es una enorme satisfacción”.
Habiendo concluido recientemente su doctorado, Susana recibió una beca de la Fundación Alexander von Humboldt para realizar un posdoctorado en el Instituto Max Planck de Radioastronomía (Bonn, Alemania), donde continuará el estudio de estos objetos.
Este trabajo no sólo posiciona al IAR como un observatorio capaz de contribuir al estudio de fenómenos transitorios, sino que también resalta el valor de la infraestructura científica local y la formación de nuevas generaciones de investigadores.
“Lo más importante es poder acceder a un radiotelescopio propio durante el tiempo necesario y diseñar campañas a largo plazo. Eso es muy difícil cuando se depende de instalaciones en el exterior”, concluye Araujo.
En los confines de la física, donde dominan campos magnéticos extremos y explosiones fugaces, la astronomía argentina empieza a tener una presencia cada vez más firme.
Publicación científica |
| Giant pulses from the magnetar XTE J1810-197 observed with the IAR radio telescopes
Equipo | S. B. Araujo Furlan (IATE, CONICET-UNC, Argentina), G. E. Romero (IAR, CONICET-CICPBA-UNLP; UNLP), E. Zubieta (IAR, CONICET-CICPBA-UNLP; UNLP), G. Gancio (IAR, CONICET-CICPBA-UNLP; UNLP), F. García (IAR, CONICET-CICPBA-UNLP; UNLP), S. del Palacio (Chalmers University of Technology, Suecia) y C. O. Lousto (Rochester Institute of Technology, EE.UU.). |
