Los magnetares se encuentran entre los habitantes más raros y extraños del zoológico galáctico. Poseen potentes campos magnéticos y podrían ser la fuente de ráfagas rápidas de radio (FRB). Un equipo de astrónomos, liderado por la investigadora de la Agencia Espacial Europea Ashley Chrimes, utilizó recientemente el Telescopio Espacial Hubble (HST) para rastrear a uno de estos monstruos, llamado SGR 0501+4516 (SGR0501, abreviado, y SGR significa Repetidor de Gamma Suave). Recorre la Vía Láctea a una velocidad de hasta 65 kilómetros por segundo. El gran reto fue encontrar su lugar de nacimiento y descifrar su origen.
Al principio, los astrónomos pensaron que podría estar relacionado con un remanente de supernova llamado HB9. Tras un extenso estudio, se descubrió que SGR0501 no es el producto de una supernova masiva de colapso de núcleo, pero Chrimes y sus colegas no están completamente seguros de su origen, lo que lo hace aún más raro y extraño.
Los magnetares son estrellas de neutrones (los remanentes inactivos de estrellas) compuestas enteramente de neutrones. Lo que los hace únicos son sus campos magnéticos extremos —dijo Chrimes—. Nuestra conclusión definitiva es que SGR0501 no se originó en HB9. Sin embargo, dado que no existe otro lugar de nacimiento claro ni una prueba irrefutable de un origen diferente, todas las alternativas son plausibles y aún no podemos determinar cuál es la más probable.
Descifrando la trayectoria del magnetar viajero
Solo se conocen unos 30 magnetares en la Vía Láctea. Estas densas bolas de neutrones no son muy grandes: apenas miden unos 20 km (12 millas) de diámetro. Su diminuto tamaño contradice los campos magnéticos increíblemente fuertes que generan. Como suele decir la NASA, estos campos son tan intensos que si uno pasara cerca de la Tierra a la distancia de la Luna, nos arruinaríamos. Peor aún, si voláramos a visitar el magnetar en su camino, nuestra nave y nuestros astronautas quedarían destrozados.
Por suerte, solo los observamos a distancia. Chrimes estima que probablemente se encuentra a unos 2000 pársecs (unos 6520 años luz) de nosotros. SGR0501 se detectó originalmente en 2008 cuando el Observatorio Swift detectó breves pero brillantes destellos de rayos gamma en su dirección. También parecía estar cerca del remanente de supernova HB9. Naturalmente, los astrónomos asumieron que ambos podrían estar relacionados, ya que los magnetares conocidos son el resultado de explosiones de supernovas por colapso de núcleo.
La separación entre el magnetar y el centro del remanente de supernova en el cielo es de tan solo 80 minutos de arco, o un poco más ancha que el dedo meñique visto desde la punta del brazo extendido. Sin embargo, las cosas no cuadraron después de que los astrónomos estudiaran el magnetar con el Telescopio Espacial Hubble. Una década de observaciones con el Hubble dio como resultado imágenes que ayudaron a los astrónomos a descifrar la trayectoria del magnetar.
Al rastrear su posición, el equipo cartografió el movimiento aparente del objeto en el cielo. Tanto la velocidad como la dirección del movimiento de SGR 0501+4516 demostraron que no podía asociarse con el remanente de supernova cercano. El rastreo de la trayectoria del magnetar miles de años atrás demostró que no existían otros remanentes de supernova ni cúmulos estelares masivos que pudieran haberlo producido.
Entonces, ¿qué lo formó?
Si SGR0501 no se formó en una explosión de supernova, ¿qué otra cosa podría formar una diminuta bola de neutrones con un campo magnético superfuerte? Ese fue el siguiente reto al que se enfrentó el equipo. Resulta que existen un par de maneras distintas a las supernovas de crear magnetares. Una es fusionando dos estrellas de neutrones de menor masa. Esto crearía SGR0501, que es más grande y fuerte.
La otra manera es mediante un colapso inducido por acreción. Para ello, se necesita un sistema binario estelar con una enana blanca como uno de sus componentes. Al absorber gas y material de su compañera, puede volverse voraz y absorber demasiado. Esto desestabiliza a la enana blanca y provoca una explosión masiva.
Normalmente, este escenario provoca la ignición de reacciones nucleares y la explosión de la enana blanca, sin dejar rastro. Sin embargo, se ha teorizado que, bajo ciertas condiciones, la enana blanca puede colapsar y convertirse en una estrella de neutrones. Creemos que así podría nacer SGR 0501 —añadió el coinvestigador Andrew Levan, de la Universidad de Radboud (Países Bajos) y la Universidad de Warwick (Reino Unido).
¿Cómo se relacionan las ráfagas rápidas de radio con los magnetares?
El nacimiento de un magnetar es un evento bastante potente que emite el tipo de emisiones breves pero intensas que caracterizan a las ráfagas rápidas de radio. Si SGR0501 se formó a partir de una fusión o un colapso inducido por acreción, esto podría explicar el fenómeno de las FRB. Estas son muy cortas (del orden de menos de un milisegundo) y no siempre se repiten (en otras palabras, son destellos transitorios en el cielo). Muchas FRB se producen fuera de nuestra Vía Láctea, pero algunas también se detectan dentro de la galaxia.
«Las tasas de nacimiento y los escenarios de formación de magnetares se encuentran entre las preguntas más urgentes en la astrofísica de altas energías, con implicaciones para muchos de los eventos transitorios más potentes del universo, como los estallidos de rayos gamma, las supernovas superluminosas y las ráfagas rápidas de radio», afirmó Nanda Rea, del Instituto de Ciencias del Espacio de Barcelona (España).
Los magnetares que se forman mediante colapso inducido por acreción podrían generar los tipos de ráfagas cortas y potentes de ondas de radio que caracterizan a los FGB. En particular, esto podría explicar las FRB observadas en poblaciones estelares antiguas demasiado antiguas para contener estrellas masivas capaces de explotar como supernovas. Dado que existen otros magnetares que estudiar, el equipo planea utilizar el Telescopio Espacial Hubble (HST) para realizar más observaciones de estos remanentes estelares de un magnetismo inusual.
Con información de arXiv
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