Durante miles de millones de años, una señal extraordinariamente breve atravesó el universo sin que nadie supiera de su existencia. Nació cuando las galaxias todavía estaban construyendo buena parte de sus estrellas y continuó viajando mientras se formaban sistemas planetarios, evolucionaba la Vía Láctea y aparecía la vida en la Tierra.
Finalmente, el 4 de marzo de 2024, un radiotelescopio sudafricano consiguió captarla. La señal duró apenas unos milisegundos, pero había recorrido aproximadamente 10.700 millones de años luz en tiempo de viaje. Y su verdadera importancia no estaba únicamente en la distancia.
Un estudio publicado en Science acaba de confirmar que se trata de la ráfaga rápida de radio más lejana cuya galaxia de origen ha podido identificarse. El descubrimiento, encabezado por Manisha Caleb, de la Universidad de Sídney, ofrece una oportunidad excepcional para investigar cómo era el cosmos hace casi 11.000 millones de años.
Una explosión de milisegundos que necesitó miles de millones de años para llegar
Las ráfagas rápidas de radio, conocidas como FRB por sus siglas en inglés, son emisiones extremadamente intensas de ondas de radio que aparecen y desaparecen en milisegundos. Algunas vuelven a repetirse, mientras que otras solo se han registrado una vez. Su origen continúa siendo uno de los problemas abiertos de la astrofísica.
La nueva señal, denominada FRB 20240304B, fue descubierta mediante el proyecto MeerTRAP, que utiliza el conjunto de radiotelescopios MeerKAT, en Sudáfrica. Las primeras mediciones indicaron que procedía de una distancia extraordinaria, aunque los investigadores todavía necesitaban identificar la galaxia responsable. Según explica la NASA, los grandes telescopios terrestres no lograron detectar ninguna galaxia visible en aquella posición. Fue entonces cuando entró en escena el telescopio espacial James Webb.
Su cámara NIRCam encontró una pequeña galaxia y su espectrógrafo NIRSpec permitió medir un desplazamiento al rojo de 2,148. La señal había partido cuando el universo tenía apenas 3.000 millones de años, aproximadamente una quinta parte de su edad actual. El resultado sitúa el fenómeno en una época conocida como mediodía cósmico, cuando la formación de estrellas alcanzó uno de sus momentos de mayor actividad.
Los científicos esperaban encontrar una gran galaxia. El James Webb mostró algo completamente distinto
La sorpresa llegó al examinar el lugar donde se había producido la ráfaga. Los investigadores esperaban una galaxia relativamente grande, con una población estelar abundante. Sin embargo, encontraron un sistema enano, irregular y aproximadamente 1.000 veces menos masivo de lo previsto.
A pesar de su tamaño, la galaxia estaba formando estrellas intensamente y presentaba una abundancia relativamente baja de elementos químicos pesados. Estas características sugieren que había experimentado menos generaciones de formación estelar que las galaxias más evolucionadas.
El descubrimiento resulta especialmente interesante por una de las principales explicaciones propuestas para las FRB: los magnetares. Estos objetos son estrellas de neutrones con campos magnéticos extraordinariamente intensos. Pueden originarse después del colapso de estrellas masivas, aunque también se investigan otros mecanismos de formación.
La existencia de una FRB en una galaxia pequeña y activa refuerza la posibilidad de que algunas ráfagas estén vinculadas con poblaciones estelares jóvenes, cuyos restos pueden convertirse en magnetares. No obstante, todavía no demuestra qué objeto produjo esta señal concreta.
La señal también podría ayudar a encontrar una materia que cuesta observar
El hallazgo tiene otra consecuencia que va mucho más allá de comprender estas explosiones. Cuando una FRB atraviesa el espacio, las ondas de radio de diferentes frecuencias experimentan retrasos distintos al encontrarse con electrones libres. Midiendo esa dispersión, los científicos pueden estimar cuánto gas ionizado existe a lo largo de su trayectoria.
Es una herramienta particularmente valiosa porque una parte importante de la materia ordinaria del universo está distribuida en un gas intergaláctico extremadamente tenue, difícil de observar directamente. No se trata de materia oscura, sino de materia convencional que resulta poco visible.
En este caso, la señal permite investigar ese medio a lo largo de aproximadamente el 80% de la historia cósmica. Además, su fuerte dispersión temporal sugiere que algunos fenómenos similares podrían estar escapando a los instrumentos actuales.
Tal como señala la investigación original, comprender esas limitaciones será fundamental para localizar nuevas ráfagas extremadamente distantes. La FRB 20240304B no resuelve por completo el misterio de estas emisiones. Sin embargo, demuestra que los astrónomos ya pueden utilizarlas para estudiar un universo muchísimo más joven. Y cada señal que consiga atravesar semejante distancia podría revelar algo sobre todo lo que encontró en el camino.
