Cuando las estrellas alcanzan el final de su secuencia principal, sufren un colapso gravitacional, expulsando sus capas más externas en una explosión de supernova. Lo que queda después es un núcleo denso y giratorio compuesto principalmente de neutrones (también conocido como una estrella de neutrones), de los cuales se sabe que solo 3000 existen en la Vía Láctea. Un subconjunto aún más raro de estrellas de neutrones son los magnetares, de los cuales solo dos docenas se conocen en nuestra galaxia.
Estas estrellas son especialmente misteriosas, tienen campos magnéticos extremadamente potentes que son lo suficientemente potentes como para desgarrarlas. Y gracias a un nuevo estudio realizado por un equipo de astrónomos internacionales, parece que el misterio de estas estrellas solo se ha profundizado aún más. Utilizando datos de una serie de observatorios de radio y rayos X, el equipo observó un magnetar el año pasado que había estado inactivo durante unos tres años, y ahora se comporta de manera algo diferente.
El estudio, titulado "Revival of the Magnetar PSR J1622–4950: Observaciones con MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, Rápido, Chandray NuSTAR", Apareció recientemente en El diario astrofísico. El equipo fue dirigido por el Dr. Fernando Camilo, el científico jefe del Observatorio de Radioastronomía de Sudáfrica (SARAO), e incluyó a más de 200 miembros de múltiples universidades e instituciones de investigación de todo el mundo.
Los magnetares se denominan así porque sus campos magnéticos son hasta 1000 veces más fuertes que los de las estrellas de neutrones pulsantes comunes (también conocidos como púlsares). La energía asociada con estos campos es tan poderosa que casi rompe la estrella, lo que hace que sean inestables y muestren una gran variabilidad en términos de sus propiedades físicas y emisiones electromagnéticas.
Mientras que se sabe que todos los magnetares emiten rayos X, solo cuatro han emitido ondas de radio. Uno de ellos es PSR J1622-4950, un magnetar ubicado a unos 30,000 años luz de la Tierra. A principios de 2015, este magnetar había estado en estado latente. Pero como el equipo indicó en su estudio, los astrónomos que usan el radiotelescopio CSIRO Parkes en Australia notaron que volvería a estar activo el 26 de abril de 2017.
En ese momento, el magnetar emitía pulsos de radio brillantes cada cuatro segundos. Unos días más tarde, Parkes fue cerrado como parte de una rutina de mantenimiento planificada de un mes. Casi al mismo tiempo, el radiotelescopio MeerKAT de Sudáfrica comenzó a monitorear la estrella, a pesar de que todavía estaba en construcción y solo 16 de sus 64 antenas de radio estaban disponibles. El Dr. Fernando Camilo describe el descubrimiento en un reciente comunicado de prensa de SKA Sudáfrica:
“[Las] observaciones de MeerKAT resultaron críticas para dar sentido a los pocos fotones de rayos X que capturamos con los telescopios en órbita de la NASA, por primera vez se han detectado pulsos de rayos X de esta estrella, cada 4 segundos. En conjunto, las observaciones informadas hoy nos ayudan a desarrollar una mejor imagen del comportamiento de la materia en condiciones físicas increíblemente extremas, completamente diferente a cualquiera que pueda experimentarse en la Tierra ”.
Después de que las observaciones iniciales fueron hechas por los observatorios Parkes y MeerKAT, se realizaron observaciones de seguimiento utilizando el observatorio espacial de rayos X XMM-Newton, la Misión de ráfaga de rayos gamma Swift, el Observatorio de rayos X Chandra y la matriz de telescopios espectroscópicos nucleares (NuSTAR). Con estas observaciones combinadas, el equipo observó algunas cosas muy interesantes sobre este magnetar.
Por un lado, determinaron que la densidad de flujo de radio del PSR J1622-4950, aunque variable, era aproximadamente 100 veces mayor que durante su estado latente. Además, el flujo de rayos X fue al menos 800 veces mayor un mes después de la reactivación, pero comenzó a decaer exponencialmente en el transcurso de un período de 92 a 130 días. Sin embargo, las observaciones de radio notaron algo en el comportamiento del magnetar que fue bastante inesperado.
Si bien la geometría general que se infirió de las emisiones de radio del PSR J1622-4950 era consistente con lo que se había determinado varios años antes, sus observaciones indicaron que las emisiones de radio ahora provenían de un lugar diferente en la magnetosfera. Esto sobre todo indica cómo las emisiones de radio de los magnetares podrían diferir de los púlsares comunes.
Este descubrimiento también ha validado el Observatorio MeerKAT como un instrumento de investigación de clase mundial. Este observatorio es parte del Square Kilometer Array (SKA), el proyecto de radiotelescopio multi-radio que está construyendo el radiotelescopio más grande del mundo en Australia, Nueva Zelanda y Sudáfrica. Por su parte, MeerKAT utiliza 64 antenas de radio para recopilar imágenes de radio del Universo para ayudar a los astrónomos a comprender cómo las galaxias han evolucionado con el tiempo.
Dado el gran volumen de datos recopilados por estos telescopios, MeerKAT se basa tanto en tecnología de punta como en un equipo altamente calificado de operadores. Como indicó Abbott, "tenemos un equipo de los ingenieros y científicos más brillantes de Sudáfrica y del mundo trabajando en el proyecto, porque los problemas que necesitamos resolver son extremadamente desafiantes y atraen a los mejores".
El profesor Phil Diamond, director general de la Organización SKA que lidera el desarrollo de la matriz de kilómetros cuadrados, también quedó impresionado por la contribución del equipo de MeerKAT. Como afirmó en un comunicado de prensa de SKA:
“Enhorabuena a mis colegas en Sudáfrica por este logro excepcional. Construir tales telescopios es extremadamente difícil, y esta publicación muestra que MeerKAT se está preparando para los negocios. Como uno de los telescopios precursores de SKA, esto es un buen augurio para el SKA. MeerKAT eventualmente se integrará en la Fase 1 del telescopio SKA-mid trayendo los platos totales a nuestra disposición a 197, creando el radiotelescopio más poderoso del planeta ”.
Cuando el SKA esté en línea, será uno de los telescopios terrestres más potentes del mundo y aproximadamente 50 veces más sensible que cualquier otro instrumento de radio. Junto con otros telescopios terrestres y espaciales de próxima generación, se espera que las cosas que revelará sobre nuestro Universo y cómo evolucionó con el tiempo sean realmente innovadoras.
Más lejos Lectura: SKA África, SKA, El diario astrofísico
