Una investigación internacional publicada en la revista Science e integrada por científicos del Instituto de Física de la Universidad, identificó una señal de radio emitida cuando el universo tenía apenas 3.000 millones de años, aportando nuevas evidencias sobre el origen de estos enigmáticos fenómenos cósmicos.
A través de un trabajo colaborativo que combinó tecnología espacial y telescopios de última generación, científicos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV) integraron un estudio internacional que logró identificar la ráfaga rápida de radio (FRB, por sus siglas en inglés) más lejana jamás registrada, la cual fue emitida cuando el universo tenía apenas 3.000 millones de años. El hallazgo, publicado en la revista Science, sitúa a la institución de la Región de Valparaíso en la vanguardia de la astrofísica global y la ciencia de frontera.
Las ráfagas rápidas de radio –o fast radio bursts, en inglés– constituyen uno de los enigmas astronómicos más fascinantes del último tiempo. Corresponden a intensos pulsos electromagnéticos que liberan, en una fracción de tiempo inferior a un milisegundo, una cantidad de energía equivalente a la que emite el Sol durante tres días o incluso varias semanas. Descubiertas en 2007 y sujetas a búsquedas sistemáticas desde 2017, la gran mayoría de estas ráfagas se había localizado en galaxias del universo cercano. Sin embargo, la reciente investigación demostró que este fenómeno también ocurría en la infancia del cosmos, en galaxias primitivas, jóvenes y poco masivas.
El rol de la PUCV fue clave para descifrar este fenómeno. Tras la captura inicial del pulso por el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica mediante el proyecto MeerTRAP, el equipo de la PUCV –encabezado por el académico del Instituto de Física, Nicolás Tejos, y el investigador posdoctoral Ilya Khrykin– lideró el seguimiento óptico de la galaxia de origen junto a colaboradores de Estados Unidos.
Telescopio espacial James Webb
Ante la imposibilidad de observar la galaxia con telescopios terrestres debido a su extrema tenuidad, el equipo utilizó el telescopio espacial James Webb. Gracias a sus capacidades en el espectro infrarrojo, se logró identificar la tenue galaxia anfitriona y calcular con precisión su distancia a través de su corrimiento al rojo (redshift).
«Esta investigación trata sobre el estudio de los fast radio bursts, que son pulsos en ondas de radio provenientes de otras galaxias y que detectamos desde la Tierra. En menos de diez años de búsqueda sistemática de FRBs, hemos llegado al punto que representa este artículo, el cual es un hito de campo, pues corresponde al FRB detectado a la mayor distancia cosmológica. El universo tiene aproximadamente 14.000 millones de años de acuerdo con nuestra teoría del Big Bang, y este pulso proviene de cuando el universo tenía solo 3.000 millones de años, un entorno distinto donde había más formación estelar y las galaxias eran más pequeñas», explicó Nicolás Tejos.
El académico del Instituto de Física de la PUCV añadió que este descubrimiento aporta pruebas fundamentales para una de las teorías más sólidas sobre la naturaleza de estos eventos. «La repercusión más importante radica en la escala de tiempo del fenómeno, ya que el mecanismo de emisión sigue siendo un misterio tras casi 20 años de su descubrimiento. Una de las teorías principales plantea que podrían ser magnetares, estrellas de neutrones extremadamente magnetizadas; nuestro hallazgo entrega otro sustento a esa hipótesis», manifestó Tejos.
Mapear la materia invisible y proyectar la ciencia institucional
Más allá de comprender el origen de los pulsos, el estudio de estos fenómenos posee una enorme significancia para la cosmología. Al viajar a través del espacio intergaláctico, las ondas de radio interactúan con los electrones libres distribuidos en la denominada «telaraña cósmica». Esta interacción permite utilizar las ráfagas rápidas de radio como herramientas de medición para rastrear el 90% de la materia normal (aquella correspondiente a la tabla periódica de elementos) del universo que no está concentrada en las estrellas ni en las galaxias, y que resulta prácticamente imposible de detectar por vías tradicionales.
Sobre el impacto de desarrollar esta investigación fundamental desde la región, Tejos destacó que «en la PUCV tenemos todas las capacidades intelectuales y técnicas para realizar estos hallazgos. En astronomía y astrofísica Chile posee una ventaja clara al utilizar instrumentos de última generación a nivel mundial. Esto permite abordar los problemas de frontera, como entender el origen de estos pulsos y utilizarlos para estudiar el medio intergaláctico».
Esta participación estratégica y de excelencia internacional no es un hecho aislado, sino que dialoga de manera directa con los pilares de la casa de estudios. La contribución de la PUCV en este hito científico refleja lo trazado en su Plan de Desarrollo Estratégico Institucional 2023-2029. En particular, se condice de forma explícita con el lineamiento que la impulsa a liderar la investigación de frontera y propiciar la adjudicación de proyectos de gran envergadura y colaboración internacional, así como a integrar investigaciones internacionales, fortaleciendo su posición dentro de redes científicas de primer nivel mundial y reafirmando su vocación de generar conocimiento relevante desde Valparaíso para el país y el mundo.
