Una poderosa y misteriosa explosión de ondas de radio que los astrónomos creían que era una ráfaga de radio rápida (FRB) desde mucho más allá de los límites de la Vía Láctea ha resultado ser una emisión de un satélite de la NASA muerto desde hace mucho tiempo llamado Relay 2.
El ahora descontado FRB o «Pseudo-FRB» fue detectado inicialmente por el kilómetro de la matriz cuadrado de Australia Pathfinder (Askap) en junio de 2024 cuando este radiotelescopio escaneó el cielo sobre el hemisferio sur. Fue notable porque esta explosión de ondas de radio duró menos de 30 nanosegundos, mucho más cortos que la mayoría de las FRB, y sin embargo, fue lo suficientemente fuerte como para ahogar todas las demás señales del cielo.
«Este fue un descubrimiento casual cuando se buscaba FRBS, que se originó en galaxias distantes», dijo el miembro del equipo y astrofísico de la Universidad de Tecnología de Swinburne, Adam Deller, a Space.com. «Curiosamente, a pesar de ser conocidos durante casi 20 años, todavía no sabemos qué genera FRB, pero la mayoría de las teorías plausibles implican un ‘magnetar’, que es una estrella de neutrones altamente magnetizada».
El satélite Relay 2 se lanzó en 1964 como parte del programa de retransmisión de la NASA. Sentado en una órbita de tierra mediana, la nave espacial operaba hasta 1965, pero en 1967, sus sistemas habían fallado por completo.
«Es parte de la historia del espacio, siendo uno de los primeros satélites de comunicaciones. No habrá muchos satélites más antiguos que todavía están allí», dijo a Space.com, miembro del equipo, Clancy W. James, del Instituto de Radio Astronomía de la Universidad Curtin. «Pero también estamos seguros de que esto no fue un transmisión por el satélite. Ninguno de sus sistemas habría sido capaz de producir esta señal de nanosegundos «.
James explicó que en el momento del evento, Relay 2 estaba a unas 2,800 millas (4.500 kilómetros) de la Tierra. Si bien esto puede parecer una gran distancia, considere que se cree que los FRB se originan en fuentes cósmicas tan distantes como 9.1 mil millones años luz de distancia. De hecho, la fuente de FRB más cercana, y la única que se ha visto dentro de nuestra galaxia, todavía se encuentra a unos 30,000 años luz de distancia.
«Entonces, aunque parecía extremadamente brillante para nuestro telescopio, esto fue solo porque estaba mucho más cerca que las señales astronómicas que estábamos buscando», continuó James. «Era difícil obtener una imagen de ella: salió todo borro. Esto significaba que estaba cerca del telescopio. Entonces, ningún objeto astronómico. Maldición».
¿Qué tan decepcionante es esto? Quizás no en absoluto …
Desde el descubrimiento del primer FRB en 2007, los astrónomos han descubierto más de 1,000 FRB, pero siguen siendo una de las señales más fascinantes y curiosas en el cosmos. Entonces, descubrir un ejemplo excepcional de tal FRB es en realidad un «pseudo-FRB» causado por una pieza difunta de equipos de la NASA puede ser un poco decepcionante.
Sorprendentemente, el miembro del equipo y el astrónomo de la Universidad de Edimburgo, Marcin Glowacki, no se decepcionó en absoluto de que esta señal resultó ser una señal de un satélite hecho por el hombre.
«¡Fue como un rompecabezas interesante para nosotros poder localizar este resultado de un objeto tan relativamente cercano a lo que estamos acostumbrados! Ciertamente tomó algo de tiempo y esfuerzo, ya que tuvimos que ajustar cómo medimos la señal con Askap para dar cuenta de que es tan cercano. Es como cómo las cámaras telefónicas pueden luchar en algo muy cercano a ellos», dijo Glowacki a Space.com. «Si bien estamos interesados principalmente en los sistemas astrofísicos, este descubrimiento es importante para monitorear los satélites en el futuro con Askap y otros radiotelescopios».
Glowacki explicó además cómo un objeto hecho por el hombre tan cerca de la Tierra podría haber sido confundido con una explosión cósmica de ondas de radio en primer lugar.
«Fue una señal de radio muy brillante que vimos una vez. La mayoría de los FRB se han encontrado solo una vez hasta ahora, y también son extremadamente brillantes en comparación con otros transitorios de radio, como de los púlsares», dijo a Space.com. «Sin embargo, esto está en una escala de tiempo más corta que cualquier FRB conocida. Las señales de FRB generalmente duran desde microsegundos hasta varias escalas de milisegundos, en lugar de solo unos pocos 10 de nanosegundos.
«De hecho, fue buena suerte que Askap estuviera mirando la misma parte del cielo en la que estaba el satélite Relay 2 cuando emitió esa señal, que nos permitió investigar más y determinar el origen de la señal».
Por lo tanto, cualquier decepción inicial puede compensarse un poco por el hecho de que esta observación fue un descubrimiento de probabilidad sorprendente. Además, esto abre un misterio completamente nuevo; El equipo aún no puede explicar cómo Relay 2 logró disparar una señal que podría confundirse con un FRB.
¿Cómo los retransmiten 2 a los astrónomos de la NASA (pero no por mucho tiempo)?
Como se mencionó anteriormente, el equipo está seguro de que esta señal de «pseudo-FRB» no fue una emisión intencional, ya que no solo el transmisión 2 no ha sido inoperante durante 58 años, sino que incluso cuando estaba funcionando, su señal de transmisión no fue capaz de generar tales pulsos de radio de larga vida.
«¿Qué causó esta señal de Relay 2? Esa es una buena pregunta. ¡No lo sabemos!» Glowacki explicó. «Una teoría es la descarga electrostática (ESD), una acumulación de electricidad que resulta en un destello de chispa. Otra es que un micrometeorito había golpeado el satélite y produjo una nube de plasma cargado, justo cuando Askap observaba la parte del cielo en el que estaba».
James elaboró que ESD es una chispa que es casi exactamente la misma que el efecto generado cuando te frotas los pies sobre la alfombra y sorprendes a tu amigo (o enemigo).
«La nave espacial se carga de electricidad cuando pasan a través de gas ionizado o ‘plasma’ por encima de la atmósfera, y cuando se acumula suficiente carga, generan una chispa», continuó James. «La nueva nave espacial está construida con materiales para reducir la acumulación de carga, pero cuando se lanzó Relay 2, esto no se entendió bien.
«Por lo tanto, tal vez produjo una chispa tan grande porque era vieja».
El problema con esta teoría es que todas las expectativas sobre cómo deberían comportarse las chispas sugieren que deberían durar decenas de microsegundos o más. Eso es más de mil veces más de lo que duró esta señal.
Además, la carga de la nave espacial descrita por James ocurre principalmente durante los períodos activos del sol, y por lo tanto también lo hace el chispas resultante. Esa actividad también afecta la burbuja magnética de la Tierra, la magnetosfera y en el momento de este «pseudo-FRB», la magnetosfera era extremadamente tranquila.
En cuanto a los impactos de micrometeoritos como culpable, James explicó que hay predicciones de que estas pequeñas manchas de polvo espacial, que pesan no más de una milésima parte de mil millones de gramos, pueden producir destellos de ondas de radio cuando afectan un satélite.
Sin embargo, para hacer esto, dijo James, los micrometeoritos deben viajar a aproximadamente 44,000 millas por hora (alrededor de 70,000 km por hora).
«Según una estimación, creemos que un micrometeorito de 22 microgramos podría haber podido producir un flash como el que vimos», dijo James.
Nuevamente, el problema con esta explicación es que las predicciones sugieren que la señal debería haber durado microsegundos, no milisegundos. Además, 22 micro-gramo micrometeoroides no son comunes. James y sus colegas estimaron solo un 1% de posibilidades de que hubieran estado señalando a Askap hacia un satélite al mismo tiempo que uno lo golpeó.
«Favorecemos ligeramente el escenario de ESD, porque el telescopio Arecibo ahora colapsado una vez vio señales similares de los satélites GPS, aunque duró 1000 veces más que el nuestro», agregó James. «Pero no lo sabemos».
¿Otras ráfagas de radio rápidas son en realidad ‘pseudo-frbs’?
Si eres un FRB-Gerd como nosotros en Space.com, puede haber una preocupación que arraiga en el fondo de tu mente en este momento. El equipo se apresuró a poner en reposo que otros FRB pueden revelarse como «Pseudo-Frbs».
«La respuesta corta es que no es una posibilidad», dijo James. «La mayoría de los telescopios que detectan FRB ahora también miden exactamente de dónde provienen, y pueden identificar su galaxia anfitriona, que un satélite no tendría. Estos instrumentos son muy buenos para identificar la dirección de dicha señal y deshacerse de ella.
«Si un satélite produjo milagrosamente un impostor FRB, alguien a cargo del satélite lo programó para producir una señal de dispersión artificialmente solo para trolearnos! En ese caso, siempre podríamos identificar la dirección de origen y verificar si había un satélite allí o no».
La mayor pista de que un FRB es una señal artificial es su medida de dispersión, lo que explica Glowacki es el efecto de un retraso de tiempo a frecuencias más bajas de señales de radio provenientes de FRB y púlsares. Se debe a los electrones ionizados que desaceleran la señal a frecuencias más bajas a medida que los FRB viajan a través del espacio, encontrando el plasma. Esto les da a los astrónomos una buena indicación de cuán lejos han recorrido las señales.
«Para FRB, existe un retraso tan grande, debido a la cantidad de electrones ionizados entre nosotros y lo que crea la señal, que la única explicación posible es que casi siempre se originan en otra galaxia, a veces a miles de millones de años de distancia», dijo Glowacki. «La señal que habíamos detectado apenas tenía un retraso de tiempo medible. Tenía que haber venido muy cerca, relativamente hablando».
Deller agregó que ciertamente es posible que hay muchas más ráfagas de este tipo de este u otros satélites. Sin embargo, dijo que la falta de dispersión es un sorteo muerto de que una señal vino de mucho más cerca de la tierra que un FRB, por lo que los casos de identidad equivocada no son probables.
Esto no significa que esta investigación no haya resaltado un posible problema que debe considerarse.
«Necesitamos desconfiar de confundir tales señales con fuentes potenciales que están dentro o muy cerca de nuestro sistema solar», dijo Glowacki. «Por ejemplo, puede haber otras señales satelitales que se detectarán que pueden ser más difíciles de diferenciar».
Para James, la gran pregunta en el futuro es cómo esta investigación podría ayudar a usar radiotelescopios para monitorear los satélites. Estos instrumentos podrían ser particularmente útiles para detectar ESD.
«La ESD es un gran problema para los satélites y puede causar todo tipo de daños», dijo James. «El problema es que la ESD es muy difícil de monitorear. En su mayoría, solo es una causa ‘sospechada’, ya que es extremadamente difícil subir para verificar un satélite y resolver lo que salió mal. Así que si eso se puede monitorear desde el suelo con relativa facilidad, ¡eso es genial!»
Deller está de acuerdo, y agrega que hay mucho más que aprender sobre el fenómeno descubierto por el equipo.
«Todos están sorprendidos de que fuera posible generar un pulso de tan corta duración», concluyó Deller. «Espero que nosotros o algún otro grupo detectemos un poco más en los próximos años y podemos encontrar un modelo de cómo sucede.
«Sería genial si eso resultó ser útil en términos de ayudar a evitar daños a los satélites».
La investigación del equipo se publica en el sitio del repositorio de documentos ARXIV.
