Estudio de magnetar distante revela facetas de la estrella exótica

La llamarada de corta duración registrada por los instrumentos de la ISS arrojó tanta energía en una décima de segundo que nuestro Sol irradiará en 100.000 años

Un grupo internacional de investigadores ha logrado medir por primera vez las características de una llamarada en un magnetar distante. Una magnetar es un raro tipo compacto de estrella de neutrones repleta de energía y magnetismo. La magnetar que han estudiado está a unos 13 millones de años luz de distancia, en dirección a la NGC 253, una galaxia prominente en el grupo de galaxias Sculptor.

La llamarada, que arrojó en unas pocas décimas de segundo tanta energía como el Sol arrojaría en 100.000 años, fue capturada accidentalmente el 15 de abril de 2020 por el instrumento Monitor de Interacciones Atmosfera-Espacio (ASIM) de la Estación Espacial Internacional.

Raro y exótico

Luego, los investigadores analizaron estos datos durante un período de un año para arrojar luz sobre la estructura de la llamarada y, por lo tanto, sobre la naturaleza de tales magnetares. Este es el primer estudio que caracteriza un destello de este tipo desde un magnetar tan distante. La investigación fue publicada en la revista, Naturaleza.

Los magnetares son objetos relativamente raros, y hasta ahora solo se han visto unos treinta dentro de la Vía Láctea. El magnetar actual es solo el segundo en ser estudiado, que se encuentra fuera de la galaxia y también es el más lejano, a 13 millones de años luz de distancia.

Cómo se forman los magnetares

Durante el curso de su evolución, las estrellas masivas, con masas de alrededor de 10 a 25 veces la masa del Sol, finalmente colapsan y se encogen para formar objetos muy compactos llamados estrellas de neutrones. Un subconjunto de estas estrellas de neutrones son los llamados magnetares que poseen intensos campos magnéticos. Estos son muy densos y tienen velocidades de rotación increíblemente altas; tienen períodos de rotación que pueden ser de solo 0.3 a 12.0 segundos. «Creemos que el tamaño del objeto era de alrededor de 20 km de diámetro con una masa de alrededor de 1,4 veces la masa del Sol», dice Shashi Bhushan Pandey del Instituto de Investigación de Ciencias Observacionales de Aryabhata, Nainital, quien es uno de los autores del artículo. .

Alta luminosidad

Los magnetares tienen campos magnéticos altos en el rango de 1015 gauss y emiten energía en el rango dado por luminosidades de 1037 – 1040 julios por segundo. Compare esto con la luminosidad del sol que es del orden de 1026 julios por segundo – un factor de al menos 1011 más bajo.

Además, estos magnetares emiten llamaradas violentas. «Las observaciones revelaron múltiples pulsos, con un primer pulso que apareció solo durante unas decenas de microsegundos, mucho más rápido que otros transitorios astrofísicos extremos», dijo Alberto J. Castro-Tirado, del Instituto Andaluz de Astrofísica (IAA-CSIC), España. y autor principal del artículo, en un comunicado distribuido por el Departamento de Ciencia y Tecnología del Gobierno de la India.

La llamarada gigante observada duró aproximadamente 160 milisegundos y durante este tiempo 1039 se liberaron julios de energía. La llamarada arrojó tanta energía en una décima de segundo que nuestro Sol irradiará en 100.000 años, según el documento.

Se cree que las erupciones en los magnetares se deben a inestabilidades en su magnetosfera, o «terremotos estelares» producidos en su corteza, una capa rígida y elástica de aproximadamente un kilómetro de espesor. Esto provoca ondas en la magnetosfera y la interacción entre estas ondas provoca la disipación de energía.

Los magnetares son muy difíciles de observar cuando están en silencio. Es solo durante un brote que se pueden observar, y estos brotes son de tan corta duración que presentan un problema formidable. «En su mayoría se observan o ven en fases transitorias activas que son de muy corta duración y son muy débiles en general para cualquier instrumento o telescopio disponible», dice el Dr. Pandey.

Hallazgo fortuito

También fue un hallazgo fortuito porque, como explica el Dr. Pandey: “ASIM está diseñado principalmente con su gran área efectiva para observar destellos de rayos gamma terrestres. Fue una gran coincidencia que este brillante destello transitorio fuera observado por el instrumento ASIM «.

Según el Dr. Pandey, estudiar estas erupciones no solo nos ayudará a comprender la física de los magnetares, sino que también ayudará a comprender las ráfagas de radio rápidas, que se encuentran entre los fenómenos más enigmáticos de la astronomía.