Noticias científicas | Estudio: la estrella muerta magnetizada probablemente tiene una superficie sólida
Washington [US]7 de noviembre (ANI): Una firma en la luz de rayos X emitida por una estrella muerta altamente magnetizada conocida como magnetar sugiere que la estrella tiene una superficie sólida sin atmósfera.
El equipo analizó la observación de IXPE del magnetar 4U 0142+61, ubicado en la constelación de Casiopea, a unos 13.000 años luz de la Tierra. Esta fue la primera vez que se observó la luz polarizada de rayos X de un magnetar.
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Los magnetares son estrellas de neutrones, los restos muy densos de estrellas masivas que explotaron como supernovas al final de sus vidas. A diferencia de otras estrellas de neutrones, tienen un inmenso campo magnético, el más poderoso del universo. Emiten rayos X brillantes y muestran períodos erráticos de actividad, emitiendo ráfagas y llamas que pueden liberar millones de veces más energía en solo un segundo que la que emite nuestro Sol en un año. Se cree que están alimentadas por sus campos magnéticos ultrapotentes, de 100 a 1000 veces más fuertes que las estrellas de neutrones estándar.
El equipo de investigación encontró una proporción mucho menor de luz polarizada de lo que se esperaría si los rayos X atravesaran una atmósfera. (La luz polarizada es luz donde la oscilación es en la misma dirección, es decir, los campos eléctricos vibran en una sola dirección. Una atmósfera actúa como un filtro, seleccionando solo un estado de polarización de la luz).
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El equipo también descubrió que para las partículas de luz a energías más altas, el ángulo de polarización (el bamboleo) giraba exactamente 90 grados en comparación con la luz a energías más bajas, siguiendo lo que los modelos teóricos predecirían si la estrella tuviera una corteza sólida rodeada. por una magnetosfera externa llena de corrientes eléctricas.
La coautora principal, la profesora Silvia Zane (UCL Mullard Space Science Laboratory), miembro del equipo científico de IXPE, dijo: «Esto fue completamente inesperado. Estaba convencida de que habría una atmósfera. El gas de la estrella alcanzó un punto de inflexión y se solidificó de una manera similar a como el agua puede convertirse en hielo, como resultado del campo magnético increíblemente fuerte de la estrella.
«Pero al igual que el agua, la temperatura también es un factor: un gas más caliente requerirá un campo magnético más fuerte para volverse sólido.
«El próximo paso es observar estrellas de neutrones más calientes con un campo magnético similar, para investigar cómo la interacción entre la temperatura y el campo magnético afecta las propiedades de la superficie de la estrella».
El autor principal, Roberto Taverna, de la Universidad de Padua, dijo: «La característica más emocionante que pudimos observar es el cambio en la dirección de polarización con la energía, con el ángulo de polarización oscilando exactamente 90 grados.
«Esto está en línea con lo que predicen los modelos teóricos y confirma que los magnetares están dotados de campos magnéticos ultra fuertes».
La teoría cuántica predice que la luz que se propaga en un entorno fuertemente magnetizado está polarizada en dos direcciones, paralela y perpendicular al campo magnético. La cantidad y la dirección de la polarización observada llevan la impronta de la estructura del campo magnético y el estado físico de la materia en la vecindad de la estrella de neutrones, proporcionando información que de otro modo sería inaccesible.
A altas energías, se espera que dominen los fotones (partículas de luz) polarizados perpendicularmente al campo magnético, lo que resulta en la oscilación de polarización observada de 90 grados.
El profesor Roberto Turolla de la Universidad de Padua, quien también es profesor honorario en el Laboratorio de Ciencias Espaciales UCL Mullard, dijo: «La polarización a bajas energías nos dice que el campo magnético es probablemente tan fuerte como para rotar la atmósfera alrededor de la estrella. un sólido o líquido, un fenómeno conocido como condensación magnética».
Se cree que la corteza sólida de la estrella está compuesta por una red de iones, unidos por el campo magnético. Los átomos no serían esféricos, sino alargados en la dirección del campo magnético.
Todavía es un tema de debate si los magnetares y otras estrellas de neutrones tienen atmósferas o no. Sin embargo, el nuevo artículo es la primera observación de una estrella de neutrones donde una corteza sólida es una explicación confiable.
El profesor Jeremy Heyl de la Universidad de Columbia Británica (UBC) agregó: «También vale la pena señalar que la inclusión de efectos electrodinámicos cuánticos, como lo hemos hecho en nuestro modelo teórico, brinda resultados consistentes con la observación IXPE. Estamos investigando modelos alternativos. para explicar los datos del IXPE, para los cuales aún faltan simulaciones numéricas adecuadas”. (Y YO)
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