En los años 90, el telescopio espacial COBE descubrió que no toda la emisión de microondas de nuestra galaxia se comportaba como esperábamos. Parte de la señal captada por el satélite provenía de un desconocido proceso de emisión; éste trazaba espacialmente la distribución del polvo Galáctico, pero emitía con mayor intensidad en el rango de las microondas. Desde entonces este proceso recibe el nombre de “emisión anómala de microondas” o AME, por sus siglas en inglés. Actualmente, la principal hipótesis para explicar el origen de la AME se basa en la emisión de pequeñas moléculas de polvo interestelar que rotan con rapidez. 

En Fernández-Torreiro et al. (2023), se estudian las propiedades observacionales de la emisión difusa de la AME a lo largo del plano de la Vía Láctea. Este análisis forma parte del conjunto de resultados asociados a los datos proporcionados por el cartografiado del cielo norte obtenido con el instrumento MFI (Multi-Frequency Instrument) del experimento QUIJOTE (Q-U-I JOint Tenerife). A principios de 2023 ya se publicaron los primeros seis artículos y se liberaron los mapas a la comunidad científica. Debido a que estos mapas cubren las frecuencias entre 10 y 20 GHz se puede determinar mejor el espectro de la AME a bajas frecuencias. Esto permite una separación más fiable entre la AME y las otras componentes, tales como las emisiones sincrotrón y libre-libre. Presentamos una separación en 10 mapas que describen los mecanismos que componen nuestra Galaxia entre las frecuencias de radio y del infrarrojo lejano (0.4-3000 GHz). Respecto a la AME, se observan variaciones en su frecuencia característica de emisión, aunque son poco significativas. También mostramos correlaciones entre los parámetros de la AME y aquellos del resto de emisiones, con especial énfasis en la emisión térmica del polvo, ya que históricamente han mostrado una correlación espacial significativa. La comparación entre las dos emisiones permite conocer en mayor detalle la AME; por ejemplo, permite acotar el tamaño exacto de las moléculas de polvo responsables o su relación con el campo de radiación interestelar.

Una metodología similar se ha utilizado para estudiar las fuentes Galácticas presentes en el mismo cartografiado obtenido con QUIJOTE-MFI. En López-Caraballo et al. (2024) presentamos la caracterización de la emisión sincrotrón en seis remanentes de supernovas de nuestra Galaxia: CTB 80, Cygnus Loop, HB 21, CTA 1, Tycho y HB 9. Se han extraído sus propiedades observacionales a partir de sus respectivos espectros en intensidad y polarización, siendo el índice espectral una de las propiedades de mayor interés. Hemos confirmado que los remanentes CTB 80 y HB21 presentan un espectro de sincrotrón quebrado, cuyo cambio espectral ocurre en torno a 2 y 5 GHz, respectivamente. Además, estos dos remanentes son los más viejos de la muestra y muestran los índices espectrales (a baja frecuencia) más planos: -0.24 y -0.34 para CTB 80 y HB21, respectivamente. Usando la muestra completa hemos mostrado que la evolución del índice espectral (es decir, índice espectral versus edad de cada remanente) es consistente con respecto a estudios previos en nuestra Galaxia y la Gran Nube de Magallanes. Al comparar los espectros de los remanentes en polarización e intensidad, recuperamos  niveles de polarización de hasta un 10%, con una media de 6.1% para toda la muestra. En un caso ideal, estas medidas de polarización proporcionan una cota sobre la componente turbulenta del campo magnético de cada región. Finalmente, se han establecido cotas fuertes que desfavorecen la presencia de la AME en todos los remanentes de supernovas estudiados. Esto sugiere que la detección de AME en otros remanentes de supernova (como W44, W49 y W51) está asociada a un solapamiento a lo largo de la línea de visión entre los remanentes y otras regiones con distintos mecanismos de emisión.

Finalmente, en Fernández-Torreiro et al. (2024) hemos explorado la presencia de AME en la galaxia de Andrómeda (M31), nuestra vecina en el Grupo Local. Dicha contribución de AME ha sido propuesta por varios trabajos anteriores, pero las medidas de AME fuera de nuestra galaxia son muy escasas. Junto con M31, la AME ha sido detectada únicamente en dos fuentes extragalácticas más. Debido al menor brillo de M31 comparada con nuestra Galaxia, hemos necesitado utilizar un volumen de datos mayor en este caso. En total, hemos usado más de 500 horas de observaciones con QUIJOTE-MFI centradas en M31. De dicho análisis hemos obtenido una detección significativa de la AME en M31; además, dicha componente de AME se comporta de una forma similar a como lo hace en nuestra Galaxia. Este resultado sugiere que la AME y su comportamiento son comunes entre las distintas galaxias de nuestro Universo, y anima a repetir esta clase de análisis para distintos objetos a mayores distancias cosmológicas.

Referencias:

• Fernández-Torreiro et al. 2023, MNRAS, 526, 1, pp.1343-1366
• López-Caraballo et al. 2024, MNRAS, 527, 1, pp.171-204
• Fernández-Torreiro et al. 2024, MNRAS, 527, 4, pp.11945-11961