Por primera vez, el Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA ha observado la fusión de puntos de rayos X, a millones de grados de temperatura, en la superficie de un magnetar, un núcleo estelar supermagnetizado del tamaño aproximado de una ciudad.
Créditos: Goddard Space Flight Center de la NASA.
“NICER rastreó cómo tres puntos calientes emisores de brillantes rayos X deambularon lentamente por la superficie del objeto mientras, a su vez, disminuían de tamaño, proporcionando la mejor vista hasta ahora de este fenómeno”, dijo George Younes, investigador de la Universidad George Washington en Washington y del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. “La mancha más grande finalmente se fusionó con una más pequeña, que es algo que no habíamos visto antes”.
Este conjunto único de observaciones, descrito en un artículo dirigido por Younes y publicado el 13 de enero en The Astrophysical Journal Letters, ayudará a orientar a los científicos para obtener una comprensión más completa de la interacción entre la corteza y el campo magnético de estos objetos extremos.
Crédito: NASA/NICER/G. Younes et al. 2022.
Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones aislada, es el núcleo aplastado remanente tras la explosión de una estrella masiva. Una estrella de neutrones está hecha de materia tan densa, que una cucharadita de su materia, pesaría tanto como una montaña en la Tierra, es como si se comprimiera incluso más masa que la del sol en una esfera de 20 kilómetros de diámetro.
Lo que distingue a los magnetares es que tienen los campos magnéticos más fuertes conocidos hasta la fecha, hasta 10 billones de veces más intensos que los de un imán de nevera y mil veces más fuertes que los de una estrella de neutrones típica. El campo magnético representa un enorme almacén de energía que, cuando se altera, puede generar una explosión de actividad de rayos X que dura de meses a años.
El 10 de octubre de 2020, el Neil Gehrels Swift Observatory de la NASA descubrió un estallido de un nuevo magnetar, llamado SGR 1830-0645 (SGR 1830 para abreviar). Está ubicado en la constelación Scutum, y aunque su distancia no se conoce con precisión, los astrónomos estiman que el objeto se encuentra a unos 13.000 años luz de distancia. Swift apuntó su telescopio de rayos X hacia la fuente y detectó que emitía pulsos periódicamente, que revelaron que el objeto giraba cada 10,4 segundos.
Las mediciones NICER del mismo día muestran que la emisión de rayos X exhibió tres picos cercanos con cada rotación. Estos picos fueron causados cuando tres regiones superficiales individuales, mucho más calientes que sus alrededores, giraron dentro y fuera de nuestra vista.
NICER observó a SGR 1830 casi a diario, desde su descubrimiento hasta el 17 de noviembre, después de lo cual el Sol estuvo demasiado cerca del campo de visión para seguir realizando observaciones seguras. Durante este período, los picos de emisión cambiaron gradualmente, ocurriendo en momentos ligeramente diferentes en la rotación del magnetar. Los resultados predicen un modelo en el que las manchas se forman y se mueven como resultado del movimiento de la corteza, de la misma manera que el movimiento de las placas tectónicas de la Tierra impulsa la actividad sísmica.
“La corteza de una estrella de neutrones es inmensamente fuerte, pero el intenso campo magnético de un magnetar puede presionarla más allá de sus límites”, dijo Sam Lander, astrofísico de la Universidad de East Anglia en Norwich, Reino Unido, y coautor del estudio. “Comprender este proceso es un gran reto para los teóricos, y ahora NICER y SGR 1830 nos han brindado una visión mucho más directa de cómo se comporta la corteza bajo ese estrés extremo”.
Crédito: NASA/SDO.
El equipo cree que estas observaciones revelan una sola región activa donde la corteza se ha fundido parcialmente, deformándose lentamente debido a la tensión magnética. Los tres puntos calientes en movimiento probablemente representan ubicaciones donde los bucles coronales, similares a los brillantes arcos de plasma que se ven en el Sol, se conectan a la superficie. La interacción entre los bucles y el movimiento de la corteza impulsa el comportamiento de deriva y fusión.
“Los cambios en la forma del pulso, incluida la disminución del número de picos, solo se habían visto anteriormente en unas pocas observaciones ‘instantáneas’ muy separadas en el tiempo, por lo que no había forma de seguir su evolución”, dijo Zaven Arzoumanian, líder científico de NICER en Goddard. . “Tales cambios podrían haber ocurrido repentinamente, lo que sería más consistente con un campo magnético que se tambalea, que con puntos calientes errantes”.
NICER es una Misión de Oportunidad de Astrofísica dentro del Explorers Program de la NASA, que ofrece la oportunidad de realizar vuelos frecuentemente para investigaciones científicas a nivel mundial desde el espacio, utilizando enfoques de gestión innovadores, optimizados y eficientes dentro de las áreas de ciencia de heliofísica y astrofísica. La Space Technology Mission Directorate de la NASA mantiene el componente SEXTANT de la misión.
Edición: R. Castro.