Nuevas mediciones de precisión para un magnetar
Por: NRAO.
07 de agosto de 2024
Concepción artística del magnetar Swift J1818.0-1617. Créditos de la imagen: NSF, AUI, NSF NRAO, S. Dagnello.
Cuando una estrella de masa relativamente alta colapsa al final de su vida y explota como supernova, puede dejar atrás una estrella superdensa llamada estrella de neutrones. Las fuerzas extremas durante su formación a menudo hacen que las estrellas de neutrones giren muy rápido y emitan rayos de luz como un faro, Cuando ese haz está alineado de tal manera que es visible desde la Tierra, la estrella también se llama púlsar. Y, cuando se forma una estrella de neutrones con un giro rápido como el de un púlsar y un campo magnético miles de veces más fuerte que una estrella de neutrones típica, se le da la designación de magnetar.
Un equipo internacional de astrónomos ha utilizado un potente conjunto de radiotelescopios para descubrir nuevos datos sobre un magnetar que tiene tan solo unos pocos cientos de años. Al obtener mediciones precisas de la posición y la velocidad del magnetar Swift J1818.0-1607, que se descubrió a principios de 2020. Se cree que Swift J1818.0-1607 es el magnetar más joven descubierto hasta ahora y es el que gira más rápido, con un período de giro de 1,36 segundos. Como parte de esta investigación, se emplearon datos del Very Long Baseline Array (VLBA) del Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO).
En la actualidad, hay 30 magnetares confirmados, pero solo ocho de ellos son lo suficientemente similares como para ser relevantes para este estudio. Estas estrellas contienen aproximadamente el doble de la masa de nuestro Sol en un tamaño físico de la escala de decenas de kilómetros, el tamaño de una ciudad. Aunque existen muchas similitudes entre las estrellas de neutrones, los púlsares y los magnetares, los astrónomos aún están desconcertados por las condiciones que hacen que estas estrellas extremas evolucionen hacia trayectorias tan distintas.
Se debe resaltar que Swift J1818.0-1607 se encuentra en la constelación de Sagitario, está situada al otro lado del bulbo galáctico central (dentro de la Vía Láctea) y a tan solo 22.000 años luz de distancia, por lo que su posición es relativamente cercana a la Tierra. Lo suficientemente cerca, de hecho, como para utilizar el método de paralaje para determinar con precisión su ubicación tridimensional dentro de la galaxia, calculando la distancia utilizando el cambio aparente en la posición de un objeto con respecto a objetos distantes conocidos de fondo.
En la actualidad, se desconoce la vida útil de un magnetar, pero los astrónomos estiman que Swift J1818.0-1607 tiene solo unos pocos cientos de años. Las brillantes emisiones de rayos X de un magnetar requieren un mecanismo de salida de energía extremadamente alta; solo la rápida descomposición de su intenso campo magnético puede explicar la potencia que se esconde detrás de estas firmas espectrales, pero ese también es un proceso extremo.
Además, los magnetares también pueden presentar emisiones en el extremo inferior del espectro electromagnético (en longitudes de onda de radio). En estos casos, la radiación de sincrotrón proveniente del giro rápido del magnetar es probablemente la fuente de energía. En la radiación de sincrotrón, el plasma que rodea a la estrella de neutrones está tan firmemente envuelto contra la superficie de la estrella que gira a una velocidad casi igual a la de la luz, lo que genera emisiones en longitudes de onda de radio. Estas emisiones de radio fueron detectadas por el VLBA durante tres años de observaciones.
Los resultados, publicados en agosto de 2024 en The Astrophysical Journal Letters, detallan la paralaje de Swift J1818.0-1607 como una de las más pequeñas para las estrellas de neutrones, y su llamada velocidad transversal como la más pequeña (un nuevo límite inferior) entre los magnetares. La velocidad en astronomía se describe más fácilmente como si tuviera dos componentes o direcciones. Su velocidad radial describe la rapidez con la que se mueve a lo largo de la línea de visión, que en este caso significa a lo largo del radio de la galaxia.
En el caso de un magnetar como Swift J1818.0-1607, ubicado al otro lado del bulbo central, hay demasiado material en el camino como para determinar con precisión la velocidad radial. La velocidad transversal, a veces llamada velocidad peculiar, describe el movimiento perpendicular al plano de la galaxia y es más fácilmente discernible. Mientras los astrónomos intentan comprender los procesos de formación que son comunes (y aquellos que son diferentes) entre las estrellas de neutrones “regulares”, los púlsares y los magnetares, esperan utilizar mediciones precisas de velocidad transversal para ayudar a analizar las condiciones que hacen que una estrella evolucione por uno de estos tres caminos.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-08-precision-clues-magnetar-cosmic.html