Las ráfagas de radio rápidas podrían ayudar a resolver el misterio de la expansión del universo

Los astrónomos han estado discutiendo sobre la tasa de expansión del universo durante casi un siglo. Un nuevo método independiente para medir esa tasa podría ayudar a emitir el voto decisivo.

Por primera vez, los astrónomos calcularon la constante de Hubble, la velocidad a la que se expande el universo, a partir de observaciones de destellos cósmicos llamados ráfagas de radio rápidas o FRB. Si bien los resultados son preliminares y las incertidumbres son grandes, la técnica podría madurar hasta convertirse en una herramienta poderosa para clavar la elusiva constante de Hubble, informan los investigadores el 12 de abril en arXiv.org.

En última instancia, si se pueden reducir las incertidumbres en el nuevo método, podría ayudar a resolver el debate de larga data que mantiene en equilibrio nuestra comprensión de la física del universo (SN: 30/7/19).

«Veo grandes promesas en esta medición en el futuro, especialmente con el creciente número de FRB repetidos detectados», dice el astrónomo de la Universidad de Stanford Simon Birrer, que no participó en el nuevo trabajo.

Los astrónomos suelen medir la constante de Hubble de dos formas. Uno usa el fondo cósmico de microondas, la luz liberada poco después del Big Bang, en el universo distante. El otro usa supernovas y otras estrellas del universo cercano. Actualmente, estos enfoques discrepan en un pequeño porcentaje. El nuevo valor de los FRB llega a una tasa de expansión de aproximadamente 62,3 kilómetros por segundo por cada megaparsec (aproximadamente 3,3 millones de años luz). Si bien es más bajo que los otros métodos, está tentativamente más cerca del valor del fondo cósmico de microondas, o CMB.

«Nuestros datos concuerdan un poco más con el lado CMB de las cosas en comparación con el lado de las supernovas, pero la barra de error es realmente grande, por lo que realmente no se puede decir nada», dice Steffen Hagstotz, astrónomo de la Universidad de Estocolmo. No obstante, dice, «creo que las ráfagas de radio rápidas tienen el potencial de ser tan precisas como los otros métodos».

Nadie sabe exactamente qué causa los FRB, aunque las erupciones de estrellas de neutrones altamente magnéticas son una posible explicación. (SN: 4/6/20). Durante los pocos milisegundos en que las FRB emiten ondas de radio, su brillo extremo las hace visibles a través de grandes distancias cósmicas, dando a los astrónomos una forma de sondear el espacio entre galaxias (SN: 27/05/20).

A medida que una señal FRB viaja a través del polvo y el gas que separan las galaxias, se dispersa de una manera predecible que hace que algunas frecuencias lleguen un poco más tarde que otras. Cuanto más lejos esté el FRB, más dispersa será la señal. Usando mediciones de esta dispersión, Hagstotz y sus colegas estimaron las distancias en nueve FRB. Comparando esas distancias con las velocidades a las que las galaxias anfitrionas de las FRB se alejan de la Tierra, el equipo calculó la constante de Hubble.

El mayor error en el nuevo método proviene de no saber con precisión cómo se dispersa la señal FRB cuando sale de su galaxia de origen antes de ingresar al espacio intergaláctico, donde se comprende mejor el contenido de gas y polvo. Con unos pocos cientos de FRB, el equipo estima que podría reducir las incertidumbres y igualar la precisión de otros métodos, como las supernovas.

“Es una primera medición, por lo que no es de extrañar que los resultados actuales no sean tan restrictivos como otros sondeos más maduros”, dice Birrer.

Es posible que pronto lleguen nuevos datos de FRB. Muchos observatorios de radio nuevos están en línea y encuestas más grandes, como las propuestas para Square Kilometer Array, podrían descubrir decenas a miles de FRB cada noche. Hagstotz espera que haya suficientes FRB con estimaciones de distancia en el próximo año o dos para determinar con precisión la constante de Hubble. Dichos datos de FRB también podrían ayudar a los astrónomos a comprender qué está causando los estallidos brillantes.

“Estoy muy entusiasmado con las nuevas posibilidades que tendremos pronto”, dice Hagstotz. «Realmente está comenzando».

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