El primer transiente de radio de período largo cuyo origen ha sido confirmado: un sistema binario de enana blanca y enana roja que generan rayos X y ráfagas de radio cada 1,4 horas

Desde 2022, los radioastrónomos acumulaban un catálogo de señales que no sabían explicar: ráfagas de radio que se repetían con una precisión de reloj, cada período que variaba entre pocos minutos y varias horas, fuertemente polarizadas, claramente de origen galáctico. Las llamaron transientes de radio de período largo. Una docena de estas fuentes habían sido detectadas, algunas activas durante décadas, otras que se apagaban de repente. No eran púlsares, cuyos períodos de rotación son fracciones de segundo.

No eran los conocidos sistemas de enanas blancas. No encajaban en ninguna categoría conocida. «Cada nueva observación añadía un capítulo al misterio sin resolver el primero», señaló Rose. El radio telescopio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) de CSIRO, en Australia, resultó ser el instrumento clave porque su enorme campo visual permite detectar estas señales eventuales que escaparían a un telescopio apuntado a una dirección concreta.

El sistema binario de enanas que lo aclara todo

El objeto ASKAP J1745-5051 fue descubierto en una búsqueda sistemática de fuentes circularmente polarizadas en los datos del RACS-mid survey de ASKAP. Cuando el equipo localizó su contrapartida óptica en el catálogo Gaia (una fuente tenue con un claro exceso azul) y obtuvo espectros con el telescopio SOAR en Chile y el Magellan en Las Campanas, la identidad del sistema quedó clara inmediatamente: líneas de emisión de hidrógeno y helio con un patrón inconfundible de acreción de material.

Es una variable cataclísmica, un sistema de dos estrellas en órbita tan estrecha que la gravedad de la enana blanca extrae gas de la estrella roja acompañante. Ese gas cae en espiral hacia la enana blanca, se calienta y emite rayos X. Al mismo tiempo, el campo magnético de la enana blanca interactúa con el de la estrella acompañante para generar emisión de radio cíclica. El período orbital del sistema es de 1,4 horas, exactamente el período de repetición de las señales de radio.

La consecuencia más importante del hallazgo no es el sistema en sí sino lo que implica para los otros transientes de período largo sin contrapartida identificada. Si al menos uno de ellos es una variable cataclísmica, los demás podrían serlo también. El modelo que explica ASKAP J1745-5051 genera predicciones sobre qué propiedades deberían tener las contrapartidas ópticas y de rayos X de otros transientes, permitiendo buscarlos con un criterio definido.

El UNC-Chapel Hill y otros equipos ya están buscando indicios de acreción en los otros once transientes conocidos. «Estos sistemas pueden ser los responsables de toda una clase de fenómenos que creíamos inexplicables», señaló el coautor Nathan Secrest (U.S. Naval Observatory). El trabajo transforma el misterio de las señales cósmicas periódicas de una anomalía desconcertante en un programa de investigación con hipótesis verificables.

Por qué esto importa para toda la clase de transientes

Antes de ASKAP J1745-5051, la teoría dominante para los transientes de período largo era que se trataba de magnetares (estrellas de neutrones con campos magnéticos extraordinariamente intensos) o de enanas blancas aisladas que giraban lentamente. La detección de ASKAP J1745-5051 como variable cataclísmica confirma una tercera posibilidad que varios teóricos habían propuesto pero que carecía de confirmación empírica. El mecanismo de emisión en este sistema es la emisión ciclotrónica de electrones relativistas (ECME, por sus siglas en inglés), un proceso físico bien conocido en sistemas binarios magnéticos.

Lo que hace a las variables cataclísticas magnéticas candidatos atractivos como clase fuente de los transientes es que son relativamente abundantes en la Vía Láctea (se estiman entre 1.000 y 10.000 en la galaxia) y que sus propiedades orbitales naturalmente producen períodos entre minutos y horas, exactamente el rango observado en los transientes. Si la confirmación se extiende a más objetos del catálogo actual, se habría resuelto uno de los misterios astrofísicos más intrigantes de los últimos cuatro años. El catálogo de transientes seguirá creciendo: ASKAP continúa operando y el futuro SKA (Square Kilometre Array) en construcción en Australia y Sudáfrica tendrá sensibilidad suficiente para detectar estos objetos en toda la Vía Láctea.

REFERENCIA

Imagen: Ilustración artística que muestra los pulsos de radio emitidos por el sistema estelar binario: una enana blanca que orbita alrededor de una enana roja. Crédito de la imagen: Daniëlle Futselaar / artsource.nl.