Un grupo internacional de astrónomos con destacada participación española logró medir por primera vez las oscilaciones en el brillo de un magnetar, un tipo de estrella de neutrones con un campo magnético extremadamente fuerte. El magnetar liberó en una décima de segundo la energía que produce el Sol en 100.000 años.

Un nuevo estudio publicado en la revista Nature, que es el fruto de la colaboración de 41 científicos de todo el mundo, entre ellos 15 especialistas españoles, describe la primera medición realizada hasta el momento de las oscilaciones de alta frecuencia de un magnetar.

 Este tipo de estrella de neutrones se caracteriza por disponer de un campo magnético de gran intensidad: captado en el momento más violento de sus emisiones, el magnetar liberó en solo una décima de segundo una energía equivalente a la generada por el Sol en 100.000 años.

 Vale destacar que la observación fue realizada sin intervención humana, gracias a un sistema de Inteligencia Artificial desarrollado en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes (IPL) de la Universidad de Valencia.

Según una nota de prensa de este mismo centro de investigación, la explosión de la estrella de neutrones fue detectada el 15 de abril de 2020. Las emisiones del magnetar, identificado como GRB2001415, desaparecieron 3.5 milisegundos después del estallido principal. El análisis del fenómeno permitió estimar que el volumen de la erupción fue similar o incluso mayor al de la propia estrella de neutrones.

Emisiones intensas y fugaces

Un magnetar o magnetoestrella es una extraña clase de estrella de neutrones: se trata de un pequeño grupo (hasta el momento se han identificado solamente 30) que dispone de los campos magnéticos más intensos conocidos en el cosmos. Desde otro punto de vista, son una variedad de púlsar cuya característica principal es la expulsión, en un período de tiempo extremadamente corto, de enormes cantidades de alta energía en forma de rayos X y rayos gamma. Estos misteriosos objetos pueden contener medio millón de veces la masa de la Tierra en un diámetro de unos 20 kilómetros.

Como las emisiones de un magnetar presentan una duración de apenas décimas de segundo, detectarlas es un gran desafío para la ciencia y la tecnología. Los científicos creen que estas erupciones pueden producirse por algún tipo de inestabilidades en sus magnetosferas o por temblores generados en su corteza, algo similar a los terremotos terrestres. Los magnetares presentan una capa rígida y elástica al mismo tiempo que los recubre en forma de corteza, de aproximadamente un kilómetro de espesor.

De acuerdo a una nota de prensa de la Asociación RUVID, lo más importante a tener en cuenta es que en este tipo de estrella de neutrones se crea una variedad de ondas que son muy conocidas en el Sol y que interactúan entre sí, disipando energía. Se trata de las ondas de Alfvén, que se forman cuando las partículas cargadas (iones) oscilan respondiendo a las interacciones entre los campos magnéticos y las corrientes eléctricas.

Las oscilaciones detectadas en la erupción del magnetar GRB2001415 coinciden con la emisión producida por las interacciones entre las ondas de Alfvén, que liberaron un caudal energético que fue rápidamente absorbido por la corteza del magnetar. De esta manera, en unos milisegundos finalizó el proceso de reconexión magnética y la estrella de neutrones regresó a su estado normal.

 Los destellos más distantes

 Los especialistas sostienen que la explosión identificada en GRB2001415 es la erupción en un magnetar más distante captada hasta la fecha, considerando que la estrella de neutrones se ubica en el grupo de galaxias Sculptor, a unos 13 millones de años luz de distancia de la Vía Láctea. Las emisiones fueron capturadas por el instrumento Atmosphere Space Interactions Monitor (ASIM), que se encuentra a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) y fue desarrollado con la participación de la Universidad de Valencia.

Mediante un algoritmo especializado, ASIM decide de forma completamente autónoma qué fenómenos registrar y analizar: su objetivo es detectar los procesos violentos de la atmósfera terrestre, en distintos rangos de frecuencia del espectro electromagnético. Desde junio de 2018, ha detectado 1.000 erupciones de rayos gamma.

Además de la importancia de haber detectado esta violenta emisión en un magnetar tan distante, los astrónomos creen que el análisis de estas fuertes emisiones puede arrojar luz sobre las enigmáticas ráfagas de radio rápidas (FRB), destellos de alta energía de origen desconocido que se manifiestan como un pulso de radio fugaz. Este extraño fenómeno, que intriga a los científicos en los últimos años, no tiene aún una explicación concreta.

Referencia

Very-high-frequency oscillations in the main peak of a magnetar giant flare. Castro-Tirado, A.J., Østgaard, N., Göǧüş, E. et al. Nature (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04101-1