Los científicos descubren los misterios de los magnetares, los objetos más magnéticos del universo

Jul 02, 2023

Suscríbase al boletín científico Wonder Theory de CNN. Explora el universo con noticias sobre descubrimientos fascinantes, avances científicos y más.

Los magnetares se encuentran entre los objetos más extraños y misteriosos del universo y contienen billones de veces más atracción magnética que la Tierra o cualquier imán desarrollado por humanos.

Los científicos aún no están seguros de cómo se forman exactamente estos objetos. Pero una estrella única rica en helio que se encuentra a 3.000 años luz de distancia puede tener algunas respuestas, según un estudio publicado el 17 de agosto en la revista Science.

Los investigadores dicen que el comportamiento desconcertante de la estrella no puede explicarse mediante modelos tradicionales. Pero podría explicarse por los campos magnéticos, campos que, de hecho, se descubrió que eran tan fuertes que se determinó que era la estrella masiva más magnética jamás registrada. Incluso dio lugar a una nueva definición: “estrella de helio magnética masiva”.

Ahora, los científicos sospechan que algún día la estrella colapsará en una explosión de supernova. Y el resultado de esa explosión podría ser el nacimiento de un magnetar, una estrella muerta que tendrá una atracción magnética miles de millones de veces más fuerte que la estrella actual, según el estudio.

Esto al menos proporciona una respuesta a la pregunta de cómo se forman los magnetares. Puede haber otros métodos, señalan los autores del estudio. Pero es un gran paso adelante para descifrar los misterios de los magnetares, que han desconcertado a los científicos durante décadas.

La enorme estrella magnética de helio en el centro del estudio es parte de un sistema de dos estrellas llamado HD 45166. Y la estrella dominante (o primaria) dentro del sistema se ha convertido en una obsesión para Tomer Shenar, el autor principal del estudio y un astrónomo de la Universidad de Amsterdam en los Países Bajos.

Telescopio de la NASA detecta un signo de interrogación cósmico en el espacio profundo

"Nunca los hemos observado realmente porque son muy difíciles de detectar, excepto este objeto", dijo Shenar sobre el tipo de estrella de HD 45166.

Se refiere a la estrella como su “mascota”, mientras que su colega y coautora del estudio, Julia Bodensteiner, la llama en broma una “estrella zombi”, porque “convierte a Tomer en un zombi”.

La estrella parece una estrella Wolf-Rayet, que es una fase por la que pasan las estrellas muy masivas antes de colapsar en estrellas de neutrones o agujeros negros. Pero la estrella tenía mucha menos masa que una típica Wolf-Rayet.

"Es básicamente un objeto que desafía nuestros modelos y teorías", dijo Shenar a CNN.

Pero a Shenar se le ocurrió que los campos magnéticos podrían ser los culpables, lo que explicaría por qué la estrella parece una Wolf-Rayet pero contiene mucha menos masa.

Al principio, ni siquiera Shenar lo creyó. Y dijo que convencer a sus compañeros investigadores no fue tarea fácil. Pero la evidencia era tan convincente que Shenar y sus colegas pudieron obtener acceso a instrumentos astronómicos altamente competitivos, incluido el Telescopio Canadá-Francia-Hawái, que está ubicado en Hawaii y puede detectar y medir campos magnéticos.

Los resultados fueron asombrosos.

Se descubrió que la estrella contenía un campo magnético de 43.000 gauss. A modo de contexto, la Tierra tiene un campo magnético, que permite que las brújulas funcionen y los pájaros naveguen, que mide alrededor de 0,5 gauss.

Los investigadores sospechan que el campo magnético de esta estrella provino de la fusión con otra estrella. Básicamente, afirma el estudio, el sistema de dos estrellas solía contener tres estrellas, y una estrella se tragó a una de sus compañeras, formando un núcleo altamente magnético.

Los investigadores sospechan que la enorme estrella magnética de helio colapsará y explotará, convirtiéndose en una supernova, en aproximadamente un millón de años.

Esa explosión luego creará una estrella de neutrones, lo que ocurre cuando los protones y electrones en el centro de una estrella colapsan y forman neutrones, esencialmente los restos muertos de una estrella que alguna vez fue masiva y ardía brillantemente.

Los científicos ya sabían que alrededor del 10% de las estrellas de neutrones son también magnetares. Pero antes no sabían qué implicaba su creación.

Y la respuesta es esta perfecta mezcla cósmica: una estrella que forma un núcleo extremadamente magnético al fusionarse con otra estrella puede luego colapsar y convertirse en una estrella de neutrones con todas las propiedades de un magnetar.

Al menos esa es una respuesta, señaló Shenar.

El telescopio Webb captura la icónica Nebulosa del Anillo con un detalle sin precedentes

"La pregunta ahora es si este es un canal de formación dominante, o simplemente otra forma de formación, pero tal vez no la más común", dijo. "Pero seguro que es una forma nueva".

La Dra. Harsha Blumer, científica investigadora de la Universidad de West Virginia que no participó en el estudio pero que ha investigado exhaustivamente los magnetares, calificó este estudio de "innegablemente cautivador". Añadió que esto se alinea con algunas de sus propias investigaciones que indican que las estrellas Wolf-Rayet podrían ser los antepasados ​​de los magnetares.

Reconoció otra teoría sobre la formación de magnetares. Se llama "modelo magnetar" y supone que "el calor intenso y la rotación pueden impulsar movimientos convectivos en el núcleo de la estrella de neutrones, que a su vez pueden generar fuertes campos magnéticos mediante la acción de la dinamo". Así es como los científicos suponen que la Tierra obtuvo su campo magnético.

Pero, añadió, "es importante señalar que ninguna de estas teorías es mutuamente excluyente".

Por supuesto, los investigadores no pueden observar realmente la formación de este supuesto magnetar porque la masiva estrella magnética de helio todavía está a aproximadamente un millón de años de colapsar.

Las herramientas astronómicas actuales permiten a los astrónomos observar cientos o incluso miles de supernovas cada noche, dijo Shenar. Pero esas explosiones están ocurriendo tan lejos (a muchos millones e incluso miles de millones de años luz de distancia) que es demasiado difícil determinar exactamente qué dejan esas supernovas.

Lo ideal, dijo Shenar, es observar una formación de magnetar dentro de nuestra propia galaxia. Pero, en promedio, sólo hay una supernova cerca de casa cada 100 años. E incluso entonces, todavía hay sólo un 10% de posibilidades de que el resultado sea una estrella de neutrones que también sea un magnetar.

“Así que si vivieras 1.000 años, probablemente verías uno”, bromeó Shenar.

Aun así, los investigadores dicen que es justo estar bastante seguros de que han descifrado el código de este tipo de formación de magnetares.

Y si bien es un "escenario bastante sofisticado y espectacular", dijo Shenar, probablemente no sea infrecuente en nuestro vasto universo.

Blumer añadió que todavía queda mucho trabajo interesante por hacer sobre los magnetares, y cada avance ayuda a generar una imagen más integral del cosmos.

"El estudio de los magnetares puede proporcionar información sobre el comportamiento de la materia bajo campos magnéticos extremos y ayudarnos a comprender mejor las propiedades fundamentales de las estrellas de neutrones, su evolución e incluso las posibles fuentes de ondas gravitacionales", dijo.

En su opinión, añadió, los magnetares son “enigmas cósmicos que esperan ser resueltos”.