Descifrando el misterio de FRB 20121102
Los investigadores están indagando sobre los pulsos de radio rápidos que se repiten de una galaxia lejana.
C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel
― 5 minilectura
Tabla de contenidos
- ¿Qué son los estallidos de radio rápidos?
- ¿Por qué estamos observando el FRB 20121102?
- Los telescopios del vecindario amigable
- Telescopio de Nançay
- Satélite INTEGRAL
- Observatorio de Haute Provence
- Campañas para atrapar los estallidos
- ¿Qué encontraron?
- Aprendiendo más sobre la galaxia anfitriona
- Teorías sobre lo que está pasando
- La búsqueda de contrapartes
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los Estallidos de radio rápidos (FRBs) son como fuegos artificiales cósmicos, aparecen solo por un momento pero hacen un gran ruido en el universo. Estos estallidos vienen de muy lejos, y aún estamos tratando de entender qué los provoca. Algunos piensan que podrían estar relacionados con estrellas en explosión u otros eventos cósmicos emocionantes. Un FRB específico que ha llamado mucho la atención es el FRB 20121102. Ha sido el foco de un esfuerzo de monitoreo a largo plazo utilizando varios telescopios y observatorios.
¿Qué son los estallidos de radio rápidos?
Los FRBs son estallidos brillantes de ondas de radio que duran solo unos pocos milisegundos. Se descubrieron por primera vez en 2007 y han dejado perplejos a los científicos. La mayoría de los FRBs parecen ser eventos únicos, pero el FRB 20121102 es un caso especial. Le gusta repetirse, lo que ha emocionado más a los científicos. Los estallidos de este FRB en particular pueden verse en una variedad de frecuencias de radio, lo que sugiere que provienen de una fuente muy energética.
¿Por qué estamos observando el FRB 20121102?
Para entender qué es el FRB 20121102, los investigadores han estado buscando a sus "parientes" en otros tipos de luz, como rayos X y luz óptica. Recopilar datos en diferentes longitudes de onda ayuda a los científicos a armar la historia de este estallido enigmático. La idea es que al monitorearlo de cerca, puedan aprender más sobre su naturaleza y posiblemente incluso sus orígenes.
Los telescopios del vecindario amigable
Telescopio de Nançay
En Francia, el Telescopio de Nançay (NRT) es como la torre de vigilancia local para el FRB 20121102. Este telescopio de radio ha estado ocupándose de monitorear el FRB desde 2016 hasta 2020. Es un gran plato de radio que captura señales del espacio, permitiendo a los investigadores observar los estallidos de radio de manera efectiva.
Satélite INTEGRAL
Mientras tanto, el satélite INTEGRAL está flotando sobre nosotros, observando el cielo en busca de luz de alta energía. Fue lanzado en 2002 y ha estado recopilando datos desde entonces. INTEGRAL puede captar fotones de muy alta energía, que podrían ayudar a encontrar contrapartes a los estallidos de radio.
Observatorio de Haute Provence
También está el Observatorio de Haute Provence, que ha sido equipado con múltiples telescopios para buscar cualquier posible luz óptica asociada con el FRB 20121102. Tienen cámaras sofisticadas que pueden tomar fotos súper rápidas, aumentando las chances de captar algo fugaz.
Campañas para atrapar los estallidos
Entre 2017 y 2019, se organizaron campañas para recopilar datos sobre el FRB 20121102. En 2017, el plan era observar simultáneamente con INTEGRAL y otros telescopios en tierra. Sin embargo, las cosas no salieron como se esperaba, y el FRB 20121102 decidió tomarse un descanso durante la campaña. Por lo tanto, no se detectaron estallidos de radio, y los investigadores quedaron en la oscuridad - ¡sin fuegos artificiales ese año!
En 2019, probaron un enfoque diferente. Decidieron realizar observaciones de "Objetivo de Oportunidad". Si el NRT detectaba un estallido, enviaría una señal (hablando metafóricamente), y luego INTEGRAL apuntaría sus instrumentos al FRB 20121102. Esta vez, lograron detectar estallidos y tuvieron una campaña exitosa.
¿Qué encontraron?
Después de todas esas observaciones, los investigadores no encontraron mucho en términos de emisiones de rayos X junto a los estallidos de radio. Es un poco como esperar encontrar una sombra en la noche sin luz - a veces, las cosas simplemente no coinciden. El NRT detectó múltiples estallidos de radio, lo que ayudó a entender mejor la ventana de actividad periódica de este FRB. Descubrieron que el FRB 20121102 tiene un patrón, o un "ciclo", de actividad que dura unos 154 días.
Aprendiendo más sobre la galaxia anfitriona
El FRB 20121102 se encuentra dentro de una tenue galaxia enana. Esta galaxia tiene una muy baja metalicidad, lo que significa que no está llena de muchos elementos pesados. Tales entornos son a menudo donde ocurren eventos energéticos como estallidos de rayos gamma, lo que podría dar más pistas sobre qué son los FRBs.
Teorías sobre lo que está pasando
Hay muchas teorías sobre las causas de los FRBs, y el FRB 20121102 no es la excepción. Algunos científicos proponen que las Magnetars - un tipo de estrella de neutrones - están detrás de estos estallidos. Las magnetars tienen campos magnéticos súper fuertes y pueden producir una variedad de emisiones. Piénsalas como los adolescentes rebeldes del mundo estelar - llenos de energía e impredecibilidad.
La búsqueda de contrapartes
Los investigadores están en la búsqueda de cualquier otro tipo de luz que pueda estar conectada al FRB 20121102. Han revisado los reinos ópticos y de rayos X para ver si pueden detectar qué está pasando alrededor de este FRB. Hasta ahora, sus resultados les han dado límites superiores de emisiones de energía en esas longitudes de onda. Es como buscar una aguja en un pajar, y hasta ahora, solo han encontrado los bordes.
Conclusión
La búsqueda por entender el FRB 20121102 continúa, y los investigadores siguen ansiosos por recopilar más datos. Esperan que a medida que la tecnología mejore y se hagan más observaciones, finalmente podrán identificar qué está causando este misterio cósmico. Hasta entonces, el FRB 20121102 seguirá siendo un rompecabezas fascinante, manteniendo ocupados y curiosos a los astrónomos sobre el universo en general. ¿Quién diría que seguir algunos estallidos de radio podría llevar a una aventura cósmica tan emocionante?
Título: Long term monitoring of FRB~20121102 with the Nan\c{c}ay Radio Telescope and multi-wavelength campaigns including INTEGRAL
Resumen: The origin(s) of Fast Radio Bursts (FRBs), mysterious radio bursts coming from extragalactic distances, remains unknown. Multi-wavelength observations are arguably the only way to answer this question unambiguously. We attempt to detect hard X-ray/soft gamma-ray counterparts to one of the most active FRB sources, FRB20121102, as well as improve understanding of burst properties in radio through a long-term monitoring campaign using the Nan\c{c}ay Radio Telescope (NRT). Multi-wavelength campaigns involving the International Gamma-ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) satellite, the Nan\c{c}ay Radio Observatory, the optical telescopes at the Observatoire de Haute Provence as well as Arecibo were conducted between 2017 and 2019. In 2017, the telescopes were scheduled to observe simultaneously between Sept 24-29. We specifically used the Fast Response Enhanced CCDs for the optical observations to ensure a high time resolution. In 2019, we changed the strategy to instead conduct ToO observations on INTEGRAL and other available facilities upon positive detection triggers from the NRT. In the 2017 campaign, FRB20121102 was not in its burst activity window. We obtain a 5-sigma optical flux limit of 12 mJy ms using the GASP and a 3-sigma limit from OHP T120cm R-band image of R=22.2 mag of any potential persistent emission not associated to radio bursts. In the 2019 campaign, we have simultaneous INTEGRAL data with 11 radio bursts from the NRT and Arecibo. We obtain a 5-sigma upper limit of 2.7e-7 erg/cm2 in the 25-400 keV energy range for contemporary radio and high energy bursts, and a 5-sigma upper limit of 3.8e-11 erg/cm2 for permanent emission in the 25-100 keV energy range. In addition, we report on the regular observations from NRT between 2016-2020, which accounts for 119 additional radio bursts from FRB20121102. We present an updated fit of the periodic active window of 154+/-2 days.
Autores: C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel
Última actualización: 2024-11-25 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.16419
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.16419
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://www.overleaf.com/project/651a9fe1edcf5172ff02a379
- https://www.overleaf.com/project/651a9fe1edcf5172ff02a379structured
- https://www.isdc.unige.ch/integral/analysis
- https://github.com/scottransom/presto
- https://nenufar.obs-nancay.fr/en/astronomer/
- https://www.jb.man.ac.uk/~pulsar/crab.html
- https://chimefrb.github.io/fitburst/installation/