Científicos descubren emisiones de radio desde las bolas de fuego

Cruzando el cielo a más de 50 kilómetros por segundo a una altura en la atmósfera de más de 90 kilómetros, los investigadores que utilizan la primera estación Long Wavelength Array (LWA en inglés, Matriz de Longitud de Onda Larga) de la Universidad de Nuevo México vieron algo nuevo que nunca se había observado antes; algo que podría contener un tesoro de información nueva sobre el mundo de la física

La primera estación de la LWA, conocido como LWA1, es un telescopio único que consiste en una colección de 256 dipolos combinados en una matriz masiva con el área colectiva de un plato 100 metros. El LWA1 es un telescopio de alta sensibilidad que puede formar imagen de todo el cielo. Esto permite a los investigadores mantener los ojos en todo el día el cielo y la noche, sondeando una región relativamente inexplorada del espectro electromagnético.

Estas imágenes muestran el cielo por encima de la primera estación de LWA. Cada imagen muestra el cielo lleno, hasta el horizonte en el borde de la imagen

A los seis meses de la puesta en marcha de LWA1, el profesor Greg Taylor del Departamento de Física y su equipo de UNM consiguieron una proyección de imagen todo el cielo. Poco después, comenzaron a buscar los transitorios y breves pulsos de ondas de radio que llegan del cielo. Ken Obenberger, un estudiante graduado de la UNM, y sus colegas, buscaron transitorios en más de 11.000 horas de imágenes de la LWA de todo el cielo a frecuencias entre 25 y 75 MHz. En estos datos se identificaron 49 transitorios extensos (de 30 segundos o más tiempo).

«Nos gustaría ver aparecer una fuente brillante en el cielo y que durara alrededor de un minuto, y que luego se vaya», dijo Obenberger. «La mayoría de ellas llegan un momento y luego se desvanecen. A veces son un poco más extendidas y algo resueltas por el telescopio, pero muchas veces no lo son», agregó.

El equipo de investigación no sabía qué eran exactamente. Esa situación se prolongó durante varios meses. «Cuando nos enteramos de un evento que se desplazó más de 90 grados en el cielo (ver Figura abajo) nos preguntamos, ‘¿Podrían ser bolas de fuego («Fireballs» en inglés)?'», se preguntó Taylor. Las bolas de fuego son una clase de meteoro más brillantes que el planeta Venus

Long Wavelength Array de la Universidad de Nuevo México (LWA) con el Very Large Array (VLA) en el fondo

Para investigar esta posibilidad, el equipo utilizó el All Sky Fireball Network (Red de Bolas de Fuego en Todo el Cielo) de la NASA, un observatorio formado por 12 cámaras ubicadas en los Estados Unidos. Si bien la mayoría de las cámaras se encuentran en otros estados, dos se encuentran en el sur de Nuevo México.

Figura: Imagen de LWA1 a 38 MHz de una rara bola de fuego que cruzó el cielo el 21 de enero de 2014 y dejó un rastro brillante que duró más de un minuto. Se han restado las emisiones a partir de fuentes constantes para mayor claridad

Los investigadores compararon los horarios y lugares de los 49 transitorios con datos de la Red de Bolas de Fuego. Encontraron que 10 de esos transitorios corresponden tanto espacial como temporalmente con bolas de fuego. La señal óptica siempre precede a la de radio, dice Obenberger. «Usted tiene esta brillante bola de fuego óptica, luego, lentamente, suben las rampas de las emisiones de radio. En la fase óptica el espectáculo termina con bastante rapidez, después de unos segundos, pero luego tenemos esta emisión de radio que dura alrededor de un minuto.»

Estas detecciones indican que las bolas de fuego emiten un pulso de baja frecuencia, algo que ningún otro telescopio ha visto nunca, y este descubrimiento ha proporcionado a los investigadores una nueva comprensión de la física de los meteoros

 

 

Todavía hay mucho trabajo por hacer, explica Taylor. «Necesitamos caracterizar el espectro de las bolas de fuego, o sea cómo se ven en función de la frecuencia y tratar de desentrañar la física. Probablemente tiene algo que ver con las partículas que son energizadas por la bola de fuego, mientras se abre camino en la atmósfera. Si hay partículas cargadas en campos magnéticos, tienes una emisión de radio a bajas frecuencias. Será divertido aprender sobre esto y nos dará nueva información sobre los meteoritos… quizás la composición o algo sobre la atmósfera superior. Es una especie de un nuevo juego de pelota», explicó Taylor.

Otros observatorios equipados de forma similar también tratar de detectarlos. «Tenemos un observatorio hermano cuyo modelado fue tomado del nuestro en Owens Valley, California, que ahora están haciendo el seguimiento del cielo, por lo que van a aportar una opinión diferente. Ellos también van a recibir los transitorios, así y esto va a proporcionar información adicional útil», dice Taylor.

Más información: «Detection of Radio Emission from Fireballs«, K.S. Obenberger, G.B. Taylor, J. M. Hartman, J. Dowell, S. W. Ellingson, J. F. Helmboldt, P.A. Henning, M. Kavic, F. K. Schinzel, J.H. Simonetti, K. Stovall, T. L. Wilson. arXiv: 1405.6772 [astro-ph.EP]. arxiv.org/abs/1405.6772

Fuente: Physorg. Aportado por Eduardo J. Carletti

Más información: