Una ráfaga de ondas de radio que apenas duró unos milisegundos ha permitido a los astrónomos mirar hacia una época extraordinariamente remota del cosmos. El fenómeno, denominado FRB 20240304B, se produjo cuando el universo tenía alrededor de 3.000 millones de años y se ha convertido en el estallido rápido de radio más lejano identificado hasta ahora. El hallazgo ofrece además nuevas pistas sobre uno de los grandes misterios de la astronomía moderna: qué objetos producen estas explosiones cósmicas.
Una señal procedente del universo primitivo
La historia comenzó el 4 de marzo de 2024. El equipo del proyecto MeerTRAP detectó con el radiotelescopio MeerKAT, situado en Sudáfrica, una brevísima pero intensa emisión de ondas de radio procedente del espacio profundo. El fenómeno recibió el nombre técnico FRB 20240304B.
Los datos iniciales ya sugerían algo excepcional: aquella señal parecía proceder de una distancia extraordinaria, incluso para los estándares de los estallidos rápidos de radio.
Los FRB, siglas en inglés de Fast Radio Bursts, son destellos extremadamente breves de ondas de radio. Pueden durar apenas unos milisegundos y, pese a décadas de investigación, los científicos todavía no han demostrado de manera concluyente qué mecanismo físico produce todos estos fenómenos.
El primero fue descubierto en 2007 y desde entonces se han detectado miles. Algunos vuelven a repetirse desde un mismo lugar del espacio, mientras que otros aparecen una sola vez y desaparecen. Esa variedad ha contribuido a complicar todavía más la explicación de su origen.
FRB 20240304B llevó el misterio mucho más lejos.
Los astrónomos calcularon que el estallido se produjo cuando el universo tenía aproximadamente 3.000 millones de años, frente a los cerca de 13.800 millones de años de edad que se atribuyen actualmente al cosmos.
NASA sitúa la distancia de la galaxia observada en aproximadamente 10.630 millones de años luz, con un desplazamiento al rojo de z=2,148.
Recreación editorial del radiotelescopio MeerKAT detectó FRB 20240304B el 4 de marzo de 2024 y permitió localizar con precisión su procedencia.
El James Webb encontró lo que otros telescopios no podían ver
Detectar el estallido no bastaba. Para confirmar que realmente se encontraba a una distancia récord, los investigadores necesitaban localizar la galaxia en la que se había originado.
Y ahí apareció un problema.
Aunque MeerKAT había permitido precisar con gran exactitud la posición de la señal, los grandes telescopios terrestres no consiguieron encontrar una galaxia visible en ese punto.
El equipo recurrió entonces al telescopio espacial James Webb.
Su cámara de infrarrojo cercano NIRCam consiguió detectar finalmente una galaxia extremadamente tenue en la posición correspondiente. Posteriormente, las observaciones espectroscópicas permitieron establecer su desplazamiento al rojo en 2,148 y confirmar que se estaba observando tal como era apenas unos 3.000 millones de años después del Big Bang.
La sorpresa no terminó ahí.
La galaxia resultó ser pequeña, joven y en plena formación de estrellas. Investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz señalan que era aproximadamente 1.000 veces menos masiva de lo esperado, una característica que ayuda a explicar por qué había permanecido invisible para las observaciones terrestres.
Precisamente esa característica puede proporcionar una pista fundamental para resolver el misterio de los FRB.
Recreación editorial del James Webb permitió localizar y estudiar la pequeña galaxia anfitriona de FRB 20240304B, invisible para los grandes telescopios terrestres.
Los magnetares ganan fuerza como explicación
Una de las principales hipótesis científicas relaciona estas enormes emisiones de energía con los magnetares, un tipo de estrella de neutrones con campos magnéticos extraordinariamente intensos.
El descubrimiento de FRB 20240304B refuerza esa posibilidad.
La presencia del estallido en una galaxia joven y con formación estelar activa indica que no necesariamente tiene que transcurrir un periodo extremadamente largo desde el nacimiento de las estrellas hasta la aparición de estos fenómenos.
Según la interpretación recogida por ESA/Webb, los resultados apuntan a que los FRB podrían estar asociados precisamente con estrellas de neutrones jóvenes, como los magnetares. Sin embargo, los propios investigadores mantienen la cautela: todavía no existe una demostración definitiva que explique el origen de todos los estallidos rápidos de radio.
Manisha Caleb, de la Universidad de Sídney y autora principal del estudio, destaca precisamente que uno de los principales atractivos científicos de estos fenómenos continúa siendo que todavía no sabemos con certeza qué los genera.
Una herramienta para encontrar la materia que no vemos
El valor de estos estallidos va más allá de descubrir qué los produce.
Las señales atraviesan enormes extensiones del universo antes de alcanzar nuestros radiotelescopios. Durante ese viaje interactúan con partículas y materia situadas entre las galaxias.
Los científicos pueden estudiar cómo se modifica la señal durante el recorrido y utilizarla como una especie de sonda cósmica.
Esto abre la posibilidad de emplear FRB extremadamente distantes para investigar cómo estaba distribuida la materia durante las primeras etapas del universo y localizar parte de la materia ordinaria que resulta muy difícil de observar directamente.
FRB 20240304B resulta especialmente interesante porque demuestra que estos fenómenos ya existían en una etapa relativamente temprana de la historia cósmica.
Cuanto más lejos puedan detectar los astrónomos estas señales, mayor será el periodo de la evolución del universo que podrán estudiar mediante ellas.
Un destello de milisegundos después de un viaje de miles de millones de años
Existe una paradoja que convierte el descubrimiento en especialmente llamativo: el fenómeno observado fue extraordinariamente breve, pero su señal necesitó más de 10.000 millones de años para llegar hasta nosotros.
Un destello de apenas milisegundos ha sobrevivido a un recorrido que abarca gran parte de la historia del universo.
El avance ha sido posible además gracias a la combinación de instrumentos muy diferentes. MeerKAT detectó y localizó inicialmente la emisión de radio, mientras que la sensibilidad infrarroja del James Webb permitió identificar y caracterizar la diminuta galaxia responsable.
El resultado muestra cómo los nuevos observatorios están permitiendo estudiar fenómenos que hasta hace pocos años permanecían fuera del alcance de los astrónomos.