Destino magnético: cómo un lobo

Jul 17, 2023

Por Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS) 28 de agosto de 2023

Esta impresión artística muestra HD 45166, una estrella masiva que recientemente se descubrió que tiene un poderoso campo magnético de 43.000 gauss, el campo magnético más fuerte jamás encontrado en una estrella masiva. Este campo magnético atrapa los intensos vientos de partículas que se alejan de la estrella, envolviendo a la estrella en una capa gaseosa, como se ilustra aquí. Crédito: ESO/L. Calzada

Nuevos hallazgos centrados en observaciones y modelos de evolución estelar de una estrella Wolf-Rayet caliente y rica en helio sugieren que está preparada para producir un magnetar cuando sufre una explosión de supernova. Estos hallazgos presentan una comprensión más profunda del proceso de formación de los magnetares, considerados las entidades más magnéticas del Universo.

Un magnetar es un tipo especializado de estrella de neutrones que se caracteriza por un campo magnético inmensamente poderoso. Normalmente, las estrellas de neutrones se originan a partir de eventos de supernovas en los que colapsa el núcleo de una estrella masiva. Sin embargo, los orígenes de los magnetares siguen sin estar claros.

Una teoría propone que durante la explosión de una supernova, la amplificación de un campo magnético dentro del núcleo masivo de la estrella progenitora podría conducir a la formación de un magnetar. Sin embargo, campos magnéticos tan potentes no se habían detectado previamente en estrellas evolucionadas que tienen el potencial de convertirse en estrellas de neutrones después de una explosión.

Esta impresión artística ilustra cómo, dentro de unos pocos millones de años, HD 45166 explotará como una supernova muy brillante, pero no particularmente energética. Durante esta explosión, su núcleo se contraerá, atrapando y concentrando las ya de por sí intimidantes líneas del campo magnético de la estrella. Crédito: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamaní

Tomar Shenar y su equipo de investigación centraron su atención en HD 45166, un sistema binario que consta de una estrella de secuencia principal y una estrella compañera caliente Wolf-Rayet. Las estrellas Wolf-Rayet son el núcleo de helio expuesto de una estrella masiva, que ha perdido sus capas exteriores de hidrógeno. Mediante el uso de observaciones espectropolarimétricas del Telescopio Canadá-Francia-Hawái y espectros de archivo de varios otros instrumentos, Shenar y sus colegas determinaron que el componente Wolf-Rayet de HD 45166 tiene una masa equivalente a 2 masas solares y posee un campo magnético significativo. de 43 kilogausios.

Esta impresión artística ilustra el destino final de HD 45166 después de que su núcleo colapsara, dando como resultado una estrella de neutrones con un campo magnético de alrededor de 100 billones de gauss, el tipo de imán más poderoso del Universo. Crédito: NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamaní

Relying on stellar evolution models and integrating the acquired data, the research team inferred that this Wolf-Rayet component is destined to collapse into a neutron starA neutron star is the collapsed core of a large (between 10 and 29 solar masses) star. Neutron stars are the smallest and densest stars known to exist. Though neutron stars typically have a radius on the order of just 10 - 20 kilometers (6 - 12 miles), they can have masses of about 1.3 - 2.5 that of the Sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> estrella neutrón. Sus cálculos sugieren que la conservación del flujo magnético durante este colapso del núcleo amplificaría la fuerza del campo magnético, colocándolo dentro del rango de lo que se observa en los magnetares.

Los autores concluyen: "Nuestras observaciones y modelos de evolución estelar indican, por tanto, que el componente Wolf-Rayet podría ser un progenitor inmediato de un magnetar".

Para más información sobre esta investigación:

Referencia: “Una estrella masiva de helio con un campo magnético suficientemente fuerte como para formar un magnetar” por Tomer Shenar, Gregg A. Wade, Pablo Marchant, Stefano Bagnulo, Julia Bodensteiner, Dominic M. Bowman, Avishai Gilkis, Norbert Langer, André Nicolas- Chené, Lidia Oskinova, Timothy Van Reeth, Hugues Sana, Nicole St-Louis, Alexandre Soares de Oliveira, Helge Todt y Silvia Toonen, 17 de agosto de 2023, Science.DOI: 10.1126/science.ade3293