El magnetar SGR 0418+5729. Un tipo de estrella de neutrones que tiene un promedio de giro muy bajo y que genera destellos ocasionales de rayos X. (Crédito: NASA/CXC/CSIC-IEEC/N.Rea et al; Óptico: Isaac Newton Group of Telescopes, La Palma/WHT; Infrarrojo: NASA/JPL-Caltech).




Los magnetares, los densos remanentes de estrellas muertas que emiten esporádicamente estallidos de radiación de alta energía, están entre los objetos más extremos conocidos en el Universo. Un estudio que ha utilizado al Observatorio Chandra de la NASA y a muchos otros satélites ha demostrado que los magnetares podrían ser más diversos y comunes de lo que se pensaba anteriormente.

Cuando una estrella masiva agota su combustible, su núcleo colapsa para formar una estrella de neutrones, un objeto ultra denso con un diámetro de 15 a 25 kilómetros. La energía gravitacional liberada durante este proceso expulsa las capas exteriores en una explosión de supernova, dejando al descubierto a la estrella de neutrones.

Casi todas las estrellas de neutrones giran rápidamente – unas pocas veces por segundo – pero una pequeña fracción giran más lentamente, una vez cada pocos segundos, mientras que generan grandes explosiones esporádicas de rayos X. Ya que la única fuente plausible de la energía emitida en estos estallidos es la energía magnética almacenada en la estrella, a estos objetos se les conocen como “magnetares.”

La mayoría de los magnetares tienen campos magnéticos extremadamente altos en su superficie, de diez a miles de veces más fuerte que el de la estrella de neutrones promedio. Nuevas observaciones muestran que el magnetar conocido como SGR 0418+5729 no cumple con ese patrón. Tiene un campo magnético superficial similar al de la mayoría de las estrellas de neutrones.

“Hemos encontrado que SGR 0418 tiene el campo magnético más bajo en su superficie que el de cualquier otro magnetar,” dijo Nanda Rea del Instituto de Ciencias del Espacio en Barcelona, España. “Esto tiene importantes consecuencias en cuanto a cómo pensamos que las estrellas de neutrones evolucionan en el tiempo y en cuanto a nuestro entendimiento de las explosiones de supernova.”

Los investigadores monitorearon SGR 0418 por tres años con la ayuda de Chandra, del XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea así como de los satélites Swift y RXTE de la NASA. Fueron capaces de realizar un estimado preciso de la fortaleza del campo magnético externo al medir el cambio de la velocidad de rotación durante un estallido de rayos X. Estos estallidos probablemente son causados por fisuras en la corteza de la estrella de neutrones precipitados por la acumulación de estrés en un campo magnético relativamente fuerte que está al acecho justo por debajo de la superficie.

“Los débiles campos magnéticos de la superficie convierten a este objeto en una anomalía entre anomalías,” dijo el coautor GianLuca Israel del Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. “Un magnetar se diferencia de la típica estrella de neutrones, pero SGR 0418 es diferente de otros magnetares.”

Al modelar la evolución del enfriamiento de la estrella de neutrones y de su corteza, así como del decaimiento gradual de su campo magnético, los investigadores estimaron que SGR 0418 tiene una edad aproximada de 550.000 años. Esto convierte a SGR 0418 en uno de los magnetares más viejos y quizá esta vida alargada ha permitido que la fortaleza del campo magnético en la superficie haya declinado con el tiempo. Y ya que la corteza se ha debilitado y el campo magnético en el interior es relativamente fuerte, los estallidos aún ocurren.

El caso de SGR 0418 también podría significar que hay muchos más magnetares viejos con fuertes campos magnéticos debajo de sus superficies, lo que implica que su periodo de vida es de 5 a 10 veces más largo de lo que se pensaba anteriormente.

“Pensamos que quizá una vez cada año en cada galaxia una silenciosa estrella de neutrones se acciona con estallidos similares a los de un magnetar, de acuerdo a nuestro modelo para SGR 0418,” dijo José Pons de la Universidad de Alicante en España. “Esperamos encontrar más objetos como estos.”

Otra implicación del modelo es que el campo magnético de la superficie de SGR 0418 debió haber sido muy fuerte durante su nacimiento hace más de medio millón de años. Esto, más una probable población aún más grande de objetos similares, podría implicar que las estrellas progenitoras masivas ya tenían campos magnéticos fuertes, o que estos campos fueron creados por la rápida rotación de las estrellas de neutrones durante el colapso del núcleo que fue parte de un evento de supernova.

Si un gran número de estrellas de neutrones nacen con campos magnéticos fuertes entonces una importante fracción de los estallidos de rayos gamma podrían ser causados por la formación de magnetares y no por agujeros negros. También, la contribución del nacimiento de magnetares en las señales de ondas gravitacionales tendría que ser más grande de lo que se pensaba anteriormente.

La posibilidad de un campo magnético superficial relativamente bajo de SGR 0418 fue anunciada por primera vez en el 2010 por un equipo con algunos de los mismos miembros. Sin embargo, los científicos en aquel entonces solamente pudieron determinar un límite superior para el campo magnético y no un estimado real porque aún no se habían recopilado los suficientes datos.

SGR0418 se localiza en la Vía Láctea a una distancia de alrededor de 6.500 años luz de la Tierra. Estos nuevos resultados acerca de SGR 0418 están disponibles en línea y será publicados en la edición del 10 de junio de 2013 de la revista The Astrophysical Journal.