Simple Science

Ciencia de vanguardia explicada de forma sencilla

# Física# Astrofísica de Galaxias

Nuevas Perspectivas sobre los Estallidos de Radio Rápidos de una Galaxia Lejana

Los científicos arrojan luz sobre los orígenes de FRB 20191001A y las propiedades del gas en su galaxia anfitriona.

― 6 minilectura


Explosiones Rápidas deExplosiones Rápidas deRadio: NuevosDescubrimientossobre los orígenes de FRB 20191001A.La investigación revela información
Tabla de contenidos

Los Estallidos de radio rápidos (FRBs) son señales de radio súper potentes que duran solo unos pocos milisegundos y vienen de fuera de nuestra galaxia. Estas explosiones son muy misteriosas, y los científicos aún no han descubierto qué las causa. Este estudio se centra en un FRB específico, llamado FRB 20191001A, que se detectó el 1 de octubre de 2019. El FRB está relacionado con una Galaxia anfitriona situada a unos 1.3 mil millones de años luz de la Tierra.

Observaciones con ALMA

Para saber más sobre la galaxia anfitriona del FRB 20191001A, los científicos usaron un telescopio potente llamado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en Chile. ALMA puede ver gas y polvo en el universo mejor que muchos otros telescopios. En este caso, los científicos buscaron gas de Monóxido de carbono (CO), que se usa a menudo para estudiar el Gas Molecular en las galaxias. Encontraron evidencia de emisión de CO, lo que significa que pudieron ver el gas molecular en la galaxia anfitriona por primera vez.

Gas Molecular en la Galaxia Anfitriona

Se midió la cantidad de gas molecular en la galaxia donde está el FRB 20191001A. Los resultados mostraron que esta galaxia tiene un montón de gas, más que muchas otras galaxias estudiadas en relación a los FRBs. Se han observado amplios rangos de fracciones y cantidades de gas molecular en otras galaxias anfitrionas de FRBs, lo que indica que no hay un solo tipo de entorno donde nacen los FRBs.

Estudio de la Formación Estelar

El gas molecular es esencial para formar nuevas estrellas, ya que es el material principal que se junta para crear estrellas. A los científicos les interesa cuánto gas hay en una galaxia y qué tan rápido se están formando nuevas estrellas, lo que se llama la Tasa de Formación Estelar (SFR). En el caso de la galaxia anfitriona del FRB 20191001A, tanto su masa de gas molecular como su SFR eran más altas que en muchas otras galaxias anfitrionas de FRBs estudiadas, lo que apoya aún más la idea de que diferentes entornos pueden llevar a la ocurrencia de FRBs.

Interacciones Galácticas

La galaxia anfitriona del FRB 20191001A tiene una galaxia compañera cerca. Cuando las galaxias están cerca unas de otras, pueden influir en el suministro de gas y en la formación de estrellas de cada una. El estudio sugiere que la galaxia anfitriona muestra principalmente una rotación normal de gas y estrellas, a pesar de su proximidad a la galaxia compañera. Esto indica que la interacción entre las dos galaxias podría no haber jugado un papel significativo en la producción del FRB.

Campos de Velocidad y Formación Estelar

Usando ALMA, los científicos pudieron analizar cómo se mueve el gas en la galaxia anfitriona y en la galaxia compañera al observar sus campos de velocidad. Estas observaciones mostraron que el gas en ambas galaxias está en su mayoría rotando de manera ordenada. En una galaxia saludable, el movimiento ordenado del gas es una señal de condiciones estables para la formación de estrellas. El estudio no encontró evidencia fuerte de que las interacciones con la galaxia vecina estuvieran impulsando la formación de estrellas en la galaxia anfitriona del FRB.

Implicaciones para Entender los FRBs

Con los datos recolectados, los investigadores creen que los FRBs pueden no provenir de un solo tipo de entorno o condición, sino de diversas fuentes. El caso específico del FRB 20191001A sugiere que podría originarse de condiciones encontradas en entornos ricos en gas, apoyando la noción de que múltiples factores podrían llevar a la producción de FRBs.

Además, el estudio contribuye a la conversación sobre si los FRBs provienen de poblaciones de estrellas jóvenes o de estrellas más viejas. Este caso particular amplió la comprensión de los posibles progenitores (las fuentes que generan FRBs) a un rango más amplio de posibilidades, permitiendo que una variedad de factores en diferentes galaxias contribuyan a la creación de FRBs.

Observaciones en el Sitio del FRB

Por primera vez, los investigadores observaron directamente las propiedades del gas en el lugar donde se detectó el FRB 20191001A. Intentaron medir la cantidad de gas en esa área específica, pero no encontraron emisiones significativas de CO. Los hallazgos indican que los alrededores donde ocurrió el FRB podrían no tener un entorno denso de gas molecular, lo que hace más difícil precisar la causa de la explosión.

Direcciones para Investigación Futura

Esta investigación resalta cómo es importante examinar los entornos que rodean los FRBs para entender mejor sus orígenes. La falta de detección de gas en el sitio específico del FRB 20191001A sugiere que podrían ser necesarias observaciones adicionales en el futuro para explorar otras áreas donde se han detectado FRBs. El estudio aboga por el uso de métodos de alta resolución para recolectar más datos.

En estudios futuros, los científicos esperan resolver las complejidades de la relación entre los FRBs y sus galaxias anfitrionas. Una colección más grande de datos sobre galaxias anfitrionas de FRBs ayudará a sacar conclusiones más claras sobre las condiciones que crean FRBs. Esto ayudará a los científicos a comparar diferentes poblaciones de FRBs, sus entornos, y cómo estos factores podrían influir en los orígenes de estos eventos cósmicos.

Conclusión

En resumen, las observaciones de la galaxia anfitriona del FRB 20191001A brindan información valiosa sobre la relación entre el gas molecular, la formación de estrellas y los enigmáticos estallidos. Los hallazgos sugieren una mayor variedad de condiciones que pueden llevar a FRBs, desafiando la noción de que estos fenómenos surgen de un conjunto específico de circunstancias. Al estudiar el gas molecular en las galaxias anfitrionas, los investigadores están construyendo una imagen más clara de los FRBs y sus diversos orígenes, lo que sigue siendo una pregunta intrigante en la astronomía moderna.

Fuente original

Título: ALMA reveals spatially-resolved properties of molecular gas in the host galaxy of FRB 20191001A at z = 0.2340

Resumen: We report the detection of the CO(2-1) emission line with a spatial resolution of 0.9 arcsec ($3.5 \mathrm{kpc}$) from the host galaxy of the fast radio burst (FRB), FRB 20191001A at $z=0.2340$, using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. This is the first detection of spatially resolved CO emission from the host galaxy of an FRB at a cosmological distance. The inferred molecular gas mass of the host galaxy is $(2.3\pm0.4)\times10^{10} \mathrm{M_\odot}$, indicating that it is gas-rich, as evidenced by the measured molecular gas fraction $\mu_\mathrm{gas}=0.50\pm0.22$. This molecular-gas mass and the star formation rate of the host, $\mathrm{SFR}=8.06\pm2.42 \mathrm{M_\odot yr^{-1}}$, differ from those observed in the other FRB host galaxies with the average $M_\mathrm{gas}=9.6\times10^8 \mathrm{M_\odot}$ and $\mathrm{SFR}=0.90 \mathrm{M_\odot yr^{-1}}$. This lends further credibility to the hypothesis that FRBs may originate from single or multiple progenitors across a diverse range of galaxy environments. Based on the observed velocity field modeling, we find that the molecular gas disk is dominated by an ordered circular rotation, despite the fact that the host galaxy has a gas-rich companion galaxy with a projected separation of $\sim 25 \mathrm{kpc}$. The formation of the FRB's progenitor might not have been triggered by this interaction. We derive the 3$\sigma$ upper limit of the molecular gas column density at the FRB detection site to be $< 2.1\times 10^{21} \mathrm{cm^{-2}}$ with a 3$\sigma$ upper limit.

Autores: Itsuki Yamanaka, Bunyo Hatsukade, Fumi Egusa, Tetsuya Hashimoto, Yuu Niino, Tzu-Yin Hsu, Hiroyuki Kaneko, Kotaro Kohno

Última actualización: 2024-07-01 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2407.01889

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.01889

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.

Más de autores

Artículos similares