Un estudio investiga pulsos de radio brillantes y repetitivos con periodos inusualmente largos en la Vía Láctea

Un equipo internacional de investigadores ha logrado desentrañar el origen de un fenómeno astronómico que ha desconcertado a la comunidad científica durante los últimos cuatro años: los transitorios de periodo largo o LPT. Estas señales se manifiestan como pulsos de radio extremadamente brillantes y repetitivos que aparecen en la Vía Láctea con periodos de tiempo inusualmente extensos. El estudio analiza en profundidad el comportamiento de GPM J1839-10, el objeto de este tipo con la duración más larga detectada hasta la fecha. Según los expertos, la comprensión de estos eventos podría transformar de manera radical nuestro conocimiento actual sobre la interacción de plasmas y campos magnéticos en entornos extremos de nuestra galaxia. Este hallazgo marca un hito importante en la investigación de una clase de emisiones que hasta ahora carecían de una explicación clara y definitiva. La investigación fue liderada por Csanad Horvath de la Universidad de Curtin y contó con la codirección destacada del Instituto de Ciencias del Espacio del CSIC.

El equipo de investigación responsable de este descubrimiento está compuesto por destacados científicos como Horváth, Rea, Hurley-Walker, McSweeney, Perley y Lenc. En este esfuerzo internacional participaron instituciones de gran relevancia como el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) y el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). La colaboración entre institutos de Australia y España permitió realizar un seguimiento exhaustivo de la fuente de radio durante un periodo continuo de 40 horas. Nanda Rea, investigadora del ICE-CSIC y coautora del estudio, destaca que este campo de estudio comenzó hace solo tres años y es clave para el cielo transitorio. Gracias a este trabajo conjunto, se ha podido arrojar luz sobre la verdadera naturaleza de estos objetos que pueblan nuestra galaxia. Los autores sugieren que las emisiones de radio en sistemas binarios podrían ser mucho más frecuentes y diversas de lo que se creía anteriormente. Este estudio proporciona por primera vez un marco sólido para investigar otros objetos similares detectados recientemente en el espacio.

El objeto central de la investigación, denominado GPM J1839-10, presenta un periodo de pulsación de 21 minutos, lo cual es excepcionalmente largo para un emisor de radio convencional. A través del análisis de los datos obtenidos, se ha demostrado que este sistema es en realidad una pareja binaria que alberga una enana blanca. Este sistema consta de una enana blanca en rotación, que es un remanente estelar, y una enana roja, que es una estrella más pequeña que el Sol. La identificación de esta estructura binaria añade una evidencia científica crucial a estudios previos que ya sugerían un origen similar para otros LPT. El modelo propuesto indica que la mayoría de estos transitorios de periodo largo podrían compartir esta misma naturaleza física fundamental. Este hallazgo permite conectar clases de objetos que anteriormente parecían ser totalmente diferentes entre sí dentro del catálogo astronómico. La confirmación de que se trata de sistemas binarios de enanas blancas y rojas representa un paso gigante en la astrofísica moderna.

Para lograr estos resultados, los investigadores llevaron a cabo una observación continua sin precedentes utilizando tres radiotelescopios situados en diferentes puntos estratégicos del globo terrestre. Se emplearon el telescopio MeerKAT en Sudáfrica, el ASKAP en Australia y el Karl G. Jansky Very Large Array ubicado en los Estados Unidos. Estos instrumentos operaron de forma secuencial, pasándose el seguimiento de la fuente de uno a otro a medida que la Tierra giraba sobre su eje. Este método garantizó que GPM J1839-10 se mantuviera a la vista de los científicos durante las 40 horas completas que duró el experimento. Gracias a esta coordinación global, el equipo pudo registrar el patrón de la señal con una precisión extremadamente alta para su análisis posterior. Csanad Horvath, quien dirigió el trabajo, pasó un mes en el ICE-CSIC para finalizar el procesamiento de esta ingente cantidad de datos. La precisión en la toma de datos fue fundamental para detectar los sutiles cambios en la señal de radio que revelaron su origen.

El análisis detallado de las señales registradas permitió al equipo de científicos descubrir un patrón muy específico en la llegada de los pulsos de radio analizados. Se observó que los pulsos llegan habitualmente en grupos de cuatro o cinco, organizados en pares que están separados por dos horas de diferencia entre sí. Lo más fascinante es que este patrón completo se repite con una periodicidad de cada nueve horas exactas en el sistema. Esta regularidad temporal sugiere fuertemente que existe un movimiento orbital dentro del sistema fuente que coincide con dicho periodo de nueve horas. A partir de estos datos de radio, se ha podido inferir una línea de base de tiempo de 36 años para determinar la órbita con exactitud. Este movimiento orbital es el que dicta el ritmo al que percibimos las señales desde nuestra posición privilegiada en la Tierra. El descubrimiento de este ciclo de nueve horas ha sido una de las claves para confirmar el modelo de sistema binario propuesto.

La física que explica la generación de estos brillantes pulsos de radio reside en la interacción magnética entre los dos componentes del sistema binario estudiado. El equipo utilizó un modelo teórico basado en la geometría de los púlsares de enana blanca para reproducir la emisión intermitente. Según este escenario, los pulsos se producen cuando el eje magnético de la enana blanca en rotación interseca el viento estelar de la enana roja. Esta intersección genera una señal de radio brillante que viaja por el espacio hasta ser captada por nuestros instrumentos en la superficie terrestre. En cada órbita completa, los pulsos de radio pueden verse dos veces, lo que explica la estructura de doble pulso observada en los datos. La alineación precisa entre el campo magnético y el viento estelar de la compañera es el motor que impulsa esta fenomenología. El modelo ha permitido medir características vitales del sistema, como su inclinación visual y las masas de las estrellas involucradas.

Nueva era

Los resultados obtenidos por Horváth y su equipo tienen implicaciones profundas para nuestra comprensión de la evolución estelar y el magnetismo en el universo. Este trabajo demuestra una nueva forma de investigar la naturaleza de los transitorios de periodo largo, un campo que está en plena expansión. Al aplicar este modelo a otros púlsares binarios de enanas blancas conocidos, se ha confirmado una conexión directa entre diferentes tipos de fuentes. Por ejemplo, el modelo se aplicó con éxito al púlsar de enana blanca J1912-44, reproduciendo fielmente su perfil de emisión y geometría. Esto sugiere que existe una población mucho más amplia de estos sistemas en la Vía Láctea esperando ser descubierta y estudiada. El estudio arroja luz sobre cómo evolucionan las propiedades magnéticas de los sistemas binarios compuestos por enanas blancas y rojas. Estamos ante el comienzo de una revisión integral de nuestro conocimiento sobre estos complejos sistemas estelares en nuestra galaxia.

En conclusión, el estudio de GPM J1839-10 marca el inicio de una nueva era en la astronomía de radio y el estudio de los transitorios galácticos. Los hallazgos presentados por los investigadores ofrecen una explicación coherente a un misterio que había permanecido sin resolver durante varios años. La investigación no solo revela la naturaleza de un objeto específico, sino que proporciona un marco teórico para futuros descubrimientos. Con solo una docena de fuentes de este tipo identificadas hasta ahora, el potencial para encontrar nuevos sistemas similares es inmenso. Nanda Rea subraya que este avance es fundamental para comprender mejor el cielo transitorio y la diversidad de las emisiones de radio. La colaboración internacional y el uso coordinado de tecnología de vanguardia han demostrado ser herramientas esenciales para la ciencia moderna. A medida que se descubran más LPT, este modelo binario servirá como la piedra angular para descifrar los secretos de la Vía Láctea.