Algo extraño en el espacio se ha estado encendiendo cada 22 minutos desde 1988

La existencia misma de este objeto no solo desafía la comprensión de los científicos sobre las estrellas de neutrones, sino que podría representar una clase completamente nueva de remanente estelar.

Representación artística de un magnetar de período ultralargo.

El objeto recién descubierto es un tipo de estrella de neutrones conocida como magnetar. Lo que hace que este remanente estelar en particular sea tan extraordinario es que, mientras que sus hermanos emiten energía a intervalos que van desde unos pocos segundos hasta unos pocos minutos, esta estrella de neutrones tiene un horario más pausado, emitiendo ondas de radio a intervalos de 22 minutos.

Esto hace que el magnetar, designado GPM J1839-10 y ubicado a 15.000 años luz de la Tierra en la constelación Scutum, sea el de período más largo jamás visto. GPM J1839-10 también emite ráfagas de radiación que duran cinco veces más que las de magnetares similares de largo período.

«Este objeto notable desafía nuestra comprensión de las estrellas de neutrones y los magnetares, que son algunos de los objetos más exóticos y extremos del universo», dijo en un comunicado la autora principal de la investigación, Natasha Hurley-Walker, astrónoma de la Universidad de Curtin en Australia.

Cuerpos exóticos

Como todas las estrellas de neutrones, los magnetares como GPM J1839-10 se crean cuando las estrellas masivas llegan al final de sus vidas. A medida que agotan el combustible para la fusión nuclear, las estrellas ya no pueden equilibrarse contra la fuerza interna de su propia gravedad.

Esto da como resultado el colapso de su núcleo y las capas externas de estas estrellas se desprenden en explosiones masivas de supernova. El colapso hace que un núcleo estelar con una masa alrededor de la del sol se aplaste hasta un ancho no mayor que el diámetro de alrededor de 19 kilómetros, aproximadamente del tamaño de una ciudad en la Tierra.

Esto da como resultado un remanente estelar con materia tan densa que, si se trajera una cucharada a la Tierra, pesaría la increíble cantidad de mil millones de toneladas. La rápida reducción del diámetro hace que la estrella de neutrones recién nacida aumente su velocidad de rotación, lo que hace que gire a una velocidad de hasta 700 veces por segundo. Todo esto está envuelto en los campos magnéticos más poderosos del universo —10 billones de veces más poderosos que la magnetosfera de la Tierra—.

No es de extrañar que las estrellas de neutrones y los magnetares se consideren exóticos.

Eppur si muove

No todos los magnetares emiten ondas de radio o giran rápidamente. A medida que las estrellas de neutrones envejecen, pierden su momento angular y se ralentizan, y sus campos magnéticos se debilitan. Esto significa que los magnetares más antiguos tienen campos magnéticos demasiado débiles para crear emisiones de alta energía, y este umbral se conoce como la «línea de muerte».

Según el equipo detrás de la nueva investigación, GPM J1839-10 gira lentamente, lo que indica que es un magnetar más antiguo y, por lo tanto, debería tener un campo magnético demasiado débil para producir ondas de radio. En otras palabras, está por debajo de la línea de la muerte... Pero aún así, las produce.

«Asumiendo que es un magnetar, no debería ser posible que este objeto genere ondas de radio. Pero las estamos viendo. Y no estamos hablando solo de una pequeña emisión de radio», comentó Hurley-Walker. «Cada 22 minutos, emite un pulso de cinco minutos de energía de longitud de onda de radio, y lo ha estado haciendo durante al menos 33 años. Cualquier mecanismo que esté detrás de esto es extraordinario».

El carril lento de los magnetares

GPM J1839-10 es el segundo magnetar «lento» detectado, con el ejemplo anterior descubierto por el estudiante de investigación de pregrado de la Universidad de Curtin, Tyrone O'Doherty.

Inicialmente, incluso el equipo detrás del primer descubrimiento estaba perplejo por sus hallazgos, describiendo el cuerpo como un enigmático objeto transitorio que aparecía y desaparecía intermitentemente, además de lanzar poderosos rayos de energía aproximadamente tres veces por hora.

Representación artística del radiotelescopio Murchison Widefield Array observando la magnetar de periodo ultralargo, a 15.000 años luz de distancia de la Tierra en la constelación Scutum. Crédito: ICRAR.

«Nos quedamos perplejos», explicó Hurley-Walker. «Entonces comenzamos a buscar objetos similares para averiguar si fue un evento aislado o solo la punta del iceberg».

Entre julio y septiembre de 2022, el equipo buscó los cielos con Murchison Widefield Array (MWA), un radiotelescopio en el interior de Australia Occidental. Esta búsqueda arrojó como resultado a GPM J1839-10.

El equipo continuó su investigación con observaciones realizadas con tres radiotelescopios CSIRO en Australia: el radiotelescopio MeerKAT en Sudáfrica, el telescopio Grantecan (GTC) de 10 metros y el telescopio espacial europeo XMM-Newton.

El magnetar fue descubierto por el radiotelescopio Murchison Widefield Array (MWA), con una serie de otras instalaciones en todo el mundo uniéndose para confirmar el hallazgo y estudiar el objeto.

Una vez que Hurley-Walker y sus colegas obtuvieron las coordenadas de GPM J1839-10, se pusieron a buscar datos de archivo de los principales radiotelescopios del mundo para ver si la magnetar había sido observada en el pasado.

«Apareció en las observaciones del Radiotelescopio Gigante de Ondas Metálicas (GMRT) en la India, y el Very Large Array (VLA) en los EE.UU. tuvo observaciones que datan de 1988», dijo el investigador de la Universidad de Curtin. «Ese fue un momento bastante increíble para mí. Tenía cinco años cuando nuestros telescopios registraron por primera vez los pulsos de este objeto, pero nadie lo notó y permaneció oculto en los datos durante 33 años. Se lo perdieron porque no esperaban encontrar algo así».

El equipo continuará investigando GPM J1839-10, intentando desbloquear sus secretos, mientras continúa buscando más ejemplos de magnetares lentos.

La investigación del equipo ha sido publicada en Nature.

Fuente: Curtin/ICRAR. Edición: MP.