Una estrella muerta extrañamente deslumbrante podría ser el 'eslabón perdido' entre Magnetars y Pulsars


Una de las estrellas más raras y misteriosas de la galaxia acaba de ser vista comportándose de manera extraña. Swift J1818.0-1607 es un magnetar, y los astrónomos acaban de grabarlo escupiendo pulsos de radio staccato.

Esto lo convierte en el quinto magnetar detectado emitiendo ondas de radio pulsadas … pero también lo hace de una manera diferente a cualquiera de los otros cuatro. Swift J1818.0-1607 se comportaba más como un radio pulsar que como un radio magnetar.

Se ha cargado un documento que describe el evento en servidor de preimpresión arXiv, y aún no se ha revisado por pares. Las observaciones podrían ayudar a los astrónomos a conectar los puntos entre estas dos clasificaciones de estrellas muertas.

"Creo que es seguro llamarlo un posible eslabón perdido", dijo a Heaven32 el astrofísico Marcus Lower de la Universidad Tecnológica de Swinburne.

"En esta etapa todavía hay mucho que no sabemos sobre este nuevo magnetar, pero hay claras similitudes entre él y los púlsares de alto campo magnético".

Los magnetares son realmente pequeños bichos raros. Son una subcategoría de estrellas de neutrones, que son los restos del núcleo increíblemente densos que quedan después de que una estrella masiva se convierte en supernova.

Lo que hace que los magnetares se destaquen son sus campos magnéticos increíblemente poderosos. No estamos hablando de papas pequeñas aquí. Estos campos magnéticos están alrededor de un billones de veces más poderoso que el de la Tierra, y mil veces más poderoso que una estrella de neutrones normal. Y todavía no lo hacemos Entendido completamente cómo llegaron de esa manera.

También son realmente raros. Hasta la fecha, solo hemos detectado alrededor de 24 de estas estrellas extremas en nuestra galaxia, y de ellas, solo un puñado se ha observado emitiendo ondas de radio.

Los púlsares, por otro lado, son mucho más comunes: los astrónomos han identificado miles. Estas son estrellas de neutrones que giran rápidamente y emiten chorros de radiación de radio desde sus polos; cuando esos chorros están orientados para pasar por la Tierra, pulsan, como un faro cósmico rápido, en escalas de tiempo tan cortas como milisegundos.

Debido a que tanto los púlsares como los magnetares son una especie de estrella de neutrones, se espera que haya algún cruce entre ellos, pero ha habido sorprendentemente poco. Inicialmente, se pensaba que esto se debía a que el campo magnético era demasiado poderoso para soportar la emisión de radio tipo púlsar.

Más recientemente, sin embargo, el pensamiento ha cambiado. Los astrónomos creen que la mayoría de los magnetares simplemente están mirando por el camino equivocado.

"La razón más probable es que sus haces de radio simplemente no cruzan nuestra línea de visión", explicó Lower. "Esto no es demasiado sorprendente, ya que sus períodos de rotación lenta y la alta velocidad a la que disminuyen con el tiempo hacen que tengan haces de radio muy estrechos en comparación con otros púlsares".

Eso nos lleva de vuelta a Swift J1818.0-1607. El 12 de marzo de 2020, fue detectado por un estallido de rayos gamma por el Telescopio de alerta de explosión adjunto al Observatorio Swift. Las observaciones de seguimiento siguieron rápidamente, detectando la emisión de rayos X pulsada.

Dos días después, se detectaron emisiones de radio y el análisis inicial descubrió que Swift J1818.0-1607 es el púlsar giratorio más rápido encontrado hasta la fecha, y es probablemente también el más joven, solo 240 años más o menos.

Utilizando la matriz de radiotelescopios del Observatorio Parkes en Australia, Lower y su equipo también tomaron observaciones. Grabaron la estrella durante tres horas y descubrieron que emitía ondas de radio pulsadas, aparentemente no muy diferentes de los otros púlsares de radio. Pero luego echaron un vistazo más de cerca a los datos.

"De un vistazo, los pulsos de radio emitidos por Swift J1818.0-1607 se parecen bastante a los de los otros cuatro magnetares de radio. Son muy estrechos y, a veces, compuestos de múltiples ráfagas de milisegundos de largo", dijo Lower.

"Sin embargo, cuando observamos cuán brillantes son los pulsos en diferentes frecuencias de radio, nos dimos cuenta de que hay una caída dramática en el brillo al pasar de frecuencias bajas a altas. Si bien esto es similar a muchos pulsos de radio comunes, es muy diferente a los pulsos vistos desde otros magnetares. Tienden a tener un brillo casi constante en todo el espectro de radio ".

De hecho, el estallido de radio tenía un parecido sorprendente con un púlsar en particular. En 2016, un púlsar de alto campo magnético llamado PSR J1119-6127 sufrió una explosión de radio propia, y el espectro de esa explosión se parecía mucho al espectro de Swift J1818.0-1607.

Además, explicó Lower, las dos estrellas exhibieron un brillo de radio similar, una sugerencia tentadora de que el mecanismo detrás de los estallidos de radio podría ser similar.

También podría sugerir que al menos algunos magnetares podrían evolucionar a partir de los púlsares. La forma en que se desarrollaría este proceso no está clara, pero hay una serie de escenarios. Una rápida desaceleración en la velocidad de rotación podría causar que una estrella de neutrones exhiba las propiedades de rotación de un magnetar. Alternativamente, una estrella de neutrones en colapso podría tener un campo magnético similar a un magnetar desde el principio, pero está enterrada bajo el material de reserva de la supernova, y tarda un tiempo en reaparecer.

Serían necesarias más observaciones para confirmar. Los Magnetars son increíblemente difíciles de detectar en primer lugar, por lo que expandir el catálogo es un desafío, pero ahora sabemos que Swift J1818.0-1607 se comporta de esta manera, la estrella podría convertirse en un puente sobre esa brecha de conocimiento si podemos estudiarla. más largo y con instrumentación más sensible.

"Que la emisión de radio de este magnetar no coincida exactamente con nuestras expectativas de las observaciones de otros radio magnetares es bastante emocionante, y demuestra cuánto más aún tenemos que aprender sobre estos objetos extremos", dijo Lower a Heaven32.

"Su similitud con los púlsares más mundanos abre una gran cantidad de preguntas sobre sus posibles orígenes, cómo evolucionan los magnetares con el tiempo y la validez de nuestras suposiciones anteriores sobre la emisión de radio de los magnetares".

La investigación está disponible en arXiv.

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