ESO : Enigmática explosión de radio ilumina el tranquilo halo de una galaxia

Hola amigos: A VUELO DE UN QUINDE EL BLOG., nuestro Universo, está en constante expansión y como consecuencia suceden movimientos tales como; Ráfagas de radio rápida, que fue observada por los astrónomos del Observatorio Austral Europeo ESO, quienes haciendo uso del Telescopio: Very Large Telescope (VLT), localizaron la ráfaga de radio rápida que pasó a través de un halo galáctico. Con una duración de menos de un milisegundo, esta explosión enigmática de ondas radio cósmicas se produjo casi sin interrupciones, lo que sugiere que el halo tiene sorprendentemente baja densidad y un campo magnético débil. Esta nueva técnica podría usarse para explorar los esquivos halos de otras galaxias.

https://www.eso.org/public/news/eso1915/

26 de septiembre de 2019

Los astrónomos que usan el Very Large Telescope de ESO han observado por primera vez que una ráfaga de radio rápida pasó a través de un halo galáctico. Con una duración de menos de un milisegundo, esta explosión enigmática de ondas de radio cósmicas se produjo casi sin interrupciones, lo que sugiere que el halo tiene sorprendentemente baja densidad y un campo magnético débil. Esta nueva técnica podría usarse para explorar los esquivos halos de otras galaxias.

Usando un misterio cósmico para sondear otro, los astrónomos analizaron la señal de una ráfaga de radio rápida para arrojar luz sobre el gas difuso en el halo de una galaxia masiva [1] . En noviembre de 2018, el radiotelescopio australiano de kilómetros cuadrados Pathfinder (ASKAP) identificó una ráfaga de radio rápida, llamada FRB 181112. Las observaciones de seguimiento con el Very Large Telescope (VLT) de ESO y otros telescopios revelaron que los pulsos de radio han pasado a través del halo de una galaxia masiva en su camino hacia la Tierra. Este hallazgo permitió a los astrónomos analizar la señal de radio en busca de pistas sobre la naturaleza del gas halo.

“ La señal de la rápida explosión de radio expuso la naturaleza del campo magnético alrededor de la galaxia y la estructura del gas halo. El estudio demuestra una técnica nueva y transformadora para explorar la naturaleza de los halos de galaxias " , dijo J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica en la Universidad de California Santa Cruz y autor principal de un artículo que presenta los nuevos hallazgos publicados hoy en el revista Science.

Los astrónomos aún no saben qué causa las ráfagas rápidas de radio y solo recientemente han podido rastrear algunas de estas señales de radio muy cortas y muy brillantes hasta las galaxias en las que se originaron. "Cuando superpusimos la radio y las imágenes ópticas, pudimos ver de inmediato que la rápida explosión de radio atravesó el halo de esta galaxia en primer plano coincidente y, por primera vez, teníamos una forma directa de investigar la materia invisible que rodeaba a esta galaxia, ”Dijo la coautora Cherie Day, estudiante de doctorado en la Universidad Tecnológica de Swinburne, Australia.

Un halo galáctico contiene materia oscura y ordinaria (o bariónica) que se encuentra principalmente en forma de un gas ionizado caliente. Si bien la parte luminosa de una galaxia masiva puede tener alrededor de 30 000 años luz de diámetro, su halo más o menos esférico es diez veces más grande en diámetro. El gas halo alimenta la formación de estrellas a medida que cae hacia el centro de la galaxia, mientras que otros procesos, como las explosiones de supernovas, pueden expulsar material de las regiones de formación de estrellas hacia el halo galáctico. Una razón por la que los astrónomos quieren estudiar el gas halo es para comprender mejor estos procesos de eyección que pueden detener la formación de estrellas.

" El halo de esta galaxia es sorprendentemente tranquilo " , dijo Prochaska. " La señal de radio no fue perturbada en gran medida por la galaxia, que está en marcado contraste con lo que los modelos anteriores predicen que le habría sucedido a la explosión".

La señal de FRB 181112 estaba compuesta por unos pocos pulsos, cada uno con una duración inferior a 40 microsegundos (10 000 veces más corto que un abrir y cerrar de ojos). La corta duración de los pulsos pone un límite superior a la densidad del gas halo porque el paso a través de un medio más denso ampliaría la duración de la señal de radio. Los investigadores calcularon que la densidad del gas halo debe ser inferior a 0.1 átomos por centímetro cúbico (equivalente a varios cientos de átomos en un volumen del tamaño del globo de un niño) [2] .

“ Al igual que el aire resplandeciente en un caluroso día de verano, la tenue atmósfera de esta galaxia masiva debería distorsionar la señal de la rápida explosión de la radio. En cambio, recibimos un pulso tan prístino y agudo que no hay firma de este gas en absoluto ", dijo el coautor Jean-Pierre Macquart, astrónomo del Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía en la Universidad de Curtin, Australia.

El estudio no encontró evidencia de nubes turbulentas frías o pequeños grupos densos de gas halo frío. La rápida señal de ráfaga de radio también produjo información sobre el campo magnético en el halo, que es muy débil, mil millones de veces más débil que el de un imán de refrigerador.

En este punto, con los resultados de un solo halo galáctico, los investigadores no pueden decir si la baja densidad y la baja intensidad del campo magnético que midieron son inusuales o si estudios previos de halos galácticos han sobreestimado estas propiedades. Prochaska dijo que espera que ASKAP y otros radiotelescopios usen ráfagas de radio rápidas para estudiar muchos más halos galácticos y resolver sus propiedades.

" Esta galaxia puede ser especial ", dijo. " Necesitaremos utilizar ráfagas de radio rápidas para estudiar decenas o cientos de galaxias en un rango de masas y edades para evaluar la población completa. "Los telescopios ópticos como el VLT de ESO juegan un papel importante al revelar cuán lejos está la galaxia que fue la anfitriona de cada explosión, así como si la explosión hubiera atravesado el halo de cualquier galaxia en primer plano.

Notas

[1] Un vasto halo de gas de baja densidad se extiende mucho más allá de la parte luminosa de una galaxia donde se concentran las estrellas. Aunque este gas caliente y difuso constituye más masa de galaxia que las estrellas, es muy difícil de estudiar.

[2] Las restricciones de densidad también limitan la posibilidad de turbulencias o nubes de gas frío dentro del halo. Frío aquí es un término relativo, que se refiere a temperaturas alrededor de 10 000 ° C, en comparación con el halo gas caliente a alrededor de 1 millón de grados.

Más información

Esta investigación fue presentada en un artículo publicado el 26 de septiembre de 2019 en la revista Science .

El equipo está compuesto por J. Xavier Prochaska (Observatorio de la Universidad de California-Observatorio Lick, Universidad de California, EE. UU. E Instituto Kavli de Física y Matemáticas del Universo, Japón), Jean-Pierre Macquart (Centro Internacional de Investigación de Radioastronomía, Curtin University, Australia), Matthew McQuinn (Departamento de Astronomía, Universidad de Washington, EE. UU.), Sunil Simha (Observatorio de la Universidad de California-Observatorio Lick, Universidad de California, EE. UU.), Ryan M. Shannon (Centro de Astrofísica y Supercomputación, Universidad de Swinburne of Technology, Australia), Cherie K. Day (Centro de Astrofísica y Supercomputación, Swinburne University of Technology, Australia y Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia),Lachlan Marnoch (Commonwealth Science and Industrial Research Organization, Australia Telescope National Facility, Australia and Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Stuart Ryder (Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Adam Deller (Center for Astrophysics y Supercomputing, Universidad Tecnológica de Swinburne, Australia), Keith W. Bannister (Organización de Investigación e Ciencia Industrial de la Commonwealth, Instalación Nacional del Telescopio de Australia, Australia), Shivani Bhandari (Organización de Investigación Industrial y Ciencia de la Commonwealth, Instalación Nacional del Telescopio de Australia, Australia), Rongmon Bordoloi (Universidad Estatal de Carolina del Norte, Departamento de Física, EE. UU.), John Bunton (Organización de Investigación Industrial y de Ciencias de la Commonwealth, Centro Nacional de Telescopios de Australia, Australia),Hyerin Cho (Escuela de Física y Química, Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju, Corea), Chris Flynn (Centro de Astrofísica y Supercomputación, Universidad Tecnológica de Swinburne, Australia), Elizabeth Mahony (Organización de Investigación Industrial y de Ciencias de la Commonwealth, Centro Nacional de Telescopios de Australia) , Australia), Chris Phillips (Organización de Investigación de Ciencia e Industrial de la Commonwealth, Centro Nacional de Telescopios de Australia, Australia), Hao Qiu (Instituto de Astronomía de Sydney, Facultad de Física, Universidad de Sydney, Australia), Nicolas Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile).Elizabeth Mahony (Commonwealth Science and Industrial Research Organization, Australia Telescope National Facility, Australia), Chris Phillips (Commonwealth Science and Industrial Research Organization, Australia Telescope National Facility, Australia), Hao Qiu (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia), Nicolas Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile).Elizabeth Mahony (Commonwealth Science and Industrial Research Organization, Australia Telescope National Facility, Australia), Chris Phillips (Commonwealth Science and Industrial Research Organization, Australia Telescope National Facility, Australia), Hao Qiu (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia), Nicolas Tejos (Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile).

ESO es la organización astronómica intergubernamental más importante de Europa y el observatorio astronómico terrestre más productivo del mundo. Cuenta con 16 Estados miembros: Austria, Bélgica, República Checa, Dinamarca, Francia, Finlandia, Alemania, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, España, Suecia, Suiza y el Reino Unido, junto con el estado anfitrión de Chile. y con Australia como socio estratégico. ESO lleva a cabo un ambicioso programa centrado en el diseño, construcción y operación de potentes instalaciones de observación terrestres que permiten a los astrónomos realizar importantes descubrimientos científicos. ESO también desempeña un papel de liderazgo en la promoción y organización de la cooperación en investigación astronómica. ESO opera tres sitios únicos de observación de clase mundial en Chile: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal ESO opera el Very Large Telescope y su Interferómetro Very Large Telescope líder en el mundo, así como dos telescopios de exploración, VISTA trabajando en el infrarrojo y el VLT Survey Telescope de luz visible. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo en el cielo". También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo en el cielo". También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. ESO también es un socio importante en dos instalaciones en Chajnantor, APEX y ALMA, el proyecto astronómico más grande que existe. Y en Cerro Armazones, cerca de Paranal, ESO está construyendo el Telescopio Extremadamente Grande de 39 metros, el ELT, que se convertirá en "el ojo más grande del mundo en el cielo".