Concepto artístico de un magnetar, y su fuerte campo magnético, expulsando material al espacio en una eyección que provoca la desaceleración de su movimiento de rotación. Las líneas verdes delgadas, que representan el campo magnético, influyen en el movimiento alrededor del magnetar del material cargado eléctricamente.

Nuevas pistas sobre las ráfagas rápidas de radio (FRB)

Dos telescopios de rayos X de la NASA captaron recientemente unos eventos producidos en el espacio profundo conocidos como ráfagas rápidas de radio (FRB), minutos antes y después de que ocurrieran. Estas imágenes sin precedentes ponen a los científicos en el camino de entender mejor estos eventos extremos de ondas de radio.

Ráfagas rápidas de radio (FRB) y Magnetares

Aunque solo duran una fracción de segundo, las ráfagas rápidas de radio pueden liberar la misma energía que el Sol en un año. Su luz también forma un haz similar a un láser, diferenciándolas de las explosiones cósmicas más caóticas.

Debido a que las ráfagas rápidas de radio son tan breves, a menudo es difícil determinar su origen. Antes de 2020, aquellas que fueron rastreadas hasta su origen provenían de fuera de nuestra propia galaxia, demasiado lejos para que los astrónomos pudieran ver qué las creó.

Luego, en noviembre de 2020, una ráfaga rápida de radio estalló en nuestra galaxia, proveniente de un objeto extremadamente denso llamado magnetar, los restos del colapso de una estrella.

Un Magnetar es un tipo extremo de estrella de neutrones: el tipo de estrella de neutrones más intensamente magnético del Universo. Son tan densos que una cucharadita de su material pesaría alrededor de mil millones de toneladas en la Tierra.

Esta alta densidad también implica una fuerte atracción gravitatoria: una «nube» (la golosina esponjosa) cayendo sobre un típico magnetar impactaría con la fuerza de una bomba atómica.

Ráfagas rápidas de radio (FRB): Erupción de Magnetar.
Ráfagas rápidas de radio (FRB): Erupción de Magnetar.

Tiene un campo magnético tan fuerte que, si se ubicara un magnetar a medio camino entre la Tierra y la Luna, borraría la banda magnética de las tarjetas de crédito de todas las personas en el mundo.

Mucho peor aún, si un astronauta viajara a unos pocos cientos de kilómetros del magnetar, se disolvería completamente, porque cada átomo de su cuerpo sería destruido.

Los posibles mecanismos implican algún tipo de brusca sacudida estelar o, alternativamente, una explosión producida por las retorcidas líneas del campo magnético de un magnetar cuando se rompen y se vuelven a conectar.

Una FRB entre dos anomalías

En octubre de 2022, el mismo magnetar, llamado SGR 1935+2154, produjo otra ráfaga rápida de radio. Esta vez la ráfaga fue estudiada en detalle por el NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) de la NASA en la Estación Espacial Internacional y el NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Arra) en órbita baja terrestre.

Los telescopios observaron el magnetar durante horas, registrando lo que sucedió en la superficie del objeto fuente y en sus alrededores inmediatos, antes y después de la ráfaga rápida de radio.

La ráfaga ocurrió entre dos «anomalías», cuando el magnetar comenzó repentinamente a girar más rápido. Se estima que SGR 1935+2154 tiene aproximadamente 20 kilómetros de diámetro y gira unas 3.2 veces por segundo, lo que significa que su superficie se movía aproximadamente a 11.000 kph.

Ralentizar o acelerar un magnetar requiere una cantidad significativa de energía. Por eso que los autores del estudio se sorprendieron al ver que, entre las anomalías, el magnetar se desaceleró a menos de la velocidad que tenía antes de la anomalía en solo nueve horas, o aproximadamente 100 veces más rápido de lo que jamás se ha observado en un magnetar.

«Normalmente, cuando ocurren estas anomalías, al magnetar le lleva semanas o meses volver a su velocidad normal«, dijo Chin-Ping Hu, astrofísico de la Universidad Nacional de Educación de Changhua en Taiwán y el autor principal del nuevo estudio.

«Así que claramente están sucediendo cosas con estos objetos en escalas de tiempo mucho más cortas de lo que pensábamos, y eso podría estar relacionado con cómo se generan las ráfagas rápidas de radio».

Erupciones de rayos X y gamma

Antes de la ráfaga rápida de radio del 2022, el magnetar comenzó a producir erupciones de rayos X y rayos gamma que fueron observadas en la visión periférica de telescopios espaciales de alta energía. Este aumento de actividad llevó a los operadores de la misión a apuntar directamente NICER y NuSTAR en la dirección del magnetar.

«Todas esas ráfagas de rayos X que ocurrieron antes de esta anomalía habrían tenido, en principio, suficiente energía para crear una ráfaga rápida de radio, pero no lo hicieron», dijo el coautor del estudio Zorawar Wadiasingh, científico investigador en la Universidad de Maryland, College Park y en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.

«Así que parece que algo cambió durante el período de desaceleración, creando el conjunto adecuado de condiciones».

¿Qué más podría haber sucedido con SGR 1935+2154 para producir una ráfaga rápida de radio? Un factor podría ser que el exterior de un magnetar es sólido, y la alta densidad aplasta el interior, llevándolo a un estado llamado «superfluido».

¿Desincronización?: Es pronto para saberlo

Ocasionalmente, interior y exterior del magnetar pueden desincronizarse, como el agua que se derrama cuando giramos una pecera. Cuando esto sucede, el fluido puede proporcionar energía a la superficie del magnetar. Los autores del artículo creen que esto es probablemente lo que causó las dos anomalías que enmarcaron la ráfaga rápida de radio.

Si la anomalía inicial causó una grieta en la superficie del magnetar, podría haber liberado material del interior de la estrella al espacio, como en una erupción volcánica. Perder masa hace que los objetos en rotación se desaceleren, por lo que los investigadores creen que esto podría explicar la rápida desaceleración del magnetar.

Pero al haber observado solo uno de estos eventos en tiempo real, el equipo aún no puede decir con certeza cuál de estos factores (u otros, como el potente campo magnético del magnetar) podría llevar a la producción de una ráfaga rápida de radio. Algunos podrían no estar conectados a la ráfaga en absoluto.

«Sin duda, hemos observado algo importante para nuestra comprensión de las ráfagas rápidas de radio», dijo George Younes, investigador en Goddard y miembro del equipo científico de NICER especializado en magnetares. «Pero creo que todavía necesitamos mucha más información para resolver el misterio«.

Fuente: NASA Telescopes Find New Clues About Mysterious Deep Space Signals

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