MADRID, 25 (EUROPA PRESS)
Los magnetares son una clase de estrellas de neutrones con los campos magnéticos más fuertes del Universo. Estos objetos increíblemente densos son centrales en el panorama de fenómenos extremos como las hipernovas, las explosiones rápidas de radio y los estallidos de rayos gamma. Sin embargo, su origen sigue siendo incierto.
Al final de su vida, las estrellas con una masa ocho veces mayor que la del Sol sufren un colapso del núcleo debido a la gravedad. Este evento marca el comienzo de la explosión de la estrella en una supernova: las capas externas son expulsadas, mientras que el núcleo se contrae muy violentamente, formando una estrella de neutrones, el objeto más denso conocido en el Universo. Una cucharadita de su materia pesa mil millones de toneladas, o 100.000 torres Eiffel.
La estrella de neutrones simulada en este estudio reproduce las características observacionales de los llamados magnetares de campo débil. Aunque las estrellas de neutrones se observan normalmente en ondas de radio, algunas emiten potentes ráfagas de rayos X y rayos gamma. Se las suele llamar magnetares porque se cree que sus emisiones son causadas por la disipación de campos magnéticos extremos, un millón de billones de veces más intensos que los de la Tierra.
EL MISTERIO DEL ORIGEN DE LOS MAGNETARES
Dado que los campos magnéticos de los magnetares desempeñan un papel crucial en los fenómenos luminosos con los que están asociados, los científicos están trabajando para comprender su origen. Se han propuesto varias teorías, pero la más prometedora sugiere la generación de campos magnéticos a través de la acción de dinamo en la protoestrella de neutrones, apenas segundos después de que comience la explosión.
"La acción de dinamo permite que un fluido conductor, como un plasma, con movimientos suficientemente complejos, amplifique y mantenga sus propios campos magnéticos contra los efectos difusivos, que los debilitan. Este efecto de amplificación es sin duda el origen de la mayoría de los campos magnéticos astrofísicos, como los del Sol o los de la Tierra", explica en un comunicado Paul Barrère, investigador postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias de la UNIGE (Universidad de Ginebra) y segundo autor de este estudio. "A diferencia de las demás, esta teoría está respaldada por un gran número de simulaciones numéricas".
UN NUEVO ESCENARIO DE FORMACIÓN DE MAGNETARES
Muchas de estas dinamos requieren una rotación rápida del núcleo de la estrella progenitora para ser efectivas. Sin embargo, estas velocidades de rotación son poco conocidas debido a la falta de observaciones. Por ello, Paul Barrère y otros científicos han estudiado un escenario alternativo. Este sugiere que la estrella protoneutrón es impulsada por una parte de la materia inicialmente expulsada durante la supernova, que luego cae de nuevo sobre la superficie de la estrella. "Esto hace que nuestro nuevo escenario de formación sea independiente de la rotación de la estrella progenitora*, afirma Paul Barrère.
El mecanismo preferido para amplificar el campo magnético en esta estrella protoneutrón es un tipo específico de dinamo, conocido como dinamo de Tayler-Spruit. "Este mecanismo se alimenta de la diferencia de rotación dentro de la estrella y de una inestabilidad del campo magnético. Esta dinamo es bien conocida por los investigadores que trabajan con estrellas, ya que podría explicar la rotación del núcleo de las estrellas", explica el investigador.
SIMULACIÓN DE LA EVOLUCIÓN DE LOS MAGNETARES
A pesar de su relevancia, este nuevo escenario se centra únicamente en los primeros segundos después de la supernova, que son muy breves en comparación con la edad de los magnetares observados. Por ello, la colaboración con científicos de las universidades de Newcastle y Leeds, especializados en la evolución de las estrellas de neutrones, ha sido decisiva para realizar la primera simulación numérica de la evolución, en una escala temporal de millones de años, de una estrella de neutrones que alberga un campo magnético complejo inicial producido por la dinamo Tayler-Spruit.
"La combinación de nuestros conocimientos ha permitido, por primera vez, salvar la distancia entre nuestros estudios sobre la formación de protoestrellas de neutrones y las investigaciones sobre la evolución de las estrellas de neutrones evolucionadas", afirma Paul Barrère.
La estrella de neutrones simulada en este estudio reproduce las características observacionales de los llamados magnetares de campo débil descubiertos en 2010. Estos magnetares tienen dipolos magnéticos que son entre diez y cien veces más débiles que los de los magnetares clásicos. Este estudio demuestra, por tanto, que estos magnetares se forman probablemente en protoestrellas de neutrones aceleradas por la acreción de materia de supernova y en las que opera la dinamo Tayler-Spruit.