Los astrónomos detectan la actividad extraña y nunca antes vista de uno de los imanes más fuertes del universo
COMUNICADO DE PRENSA – Los astrónomos del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) y CSIRO acaban de observar un comportamiento extraño y nunca antes visto de una magnetar « radio-fuerte », un tipo raro de estrella de neutrones y una de los imanes en el universo.
Sus nuevos hallazgos sugieren que los magnetares tienen campos magnéticos más complejos de lo que se pensaba, lo que puede cuestionar las teorías sobre cómo nacieron y evolucionaron con el tiempo.
Los magnetares son un tipo raro de estrella de neutrones giratoria con algunos de los campos magnéticos más fuertes del Universo. Los astrónomos han detectado solo treinta de estos objetos en y alrededor de la Vía Láctea, la mayoría de ellos detectados por telescopios de rayos X después de una explosión de alta energía.
Sin embargo, un puñado de estos magnetares también emitieron pulsos de radio similares a los púlsares, los primos menos magnéticos de los magnetares que producen rayos de ondas de radio desde sus polos magnéticos. Seguir la evolución de los pulsos de estos magnetares “radio-fuertes” a lo largo del tiempo ofrece una ventana única sobre su evolución y geometría.
En marzo de 2020, se descubrió una nueva magnetar llamada Swift J1818.0-1607 (J1818 para abreviar) después de emitir una ráfaga de rayos X de luz. Las observaciones de seguimiento rápido detectaron pulsos de radio del magnetar. Curiosamente, la apariencia de los pulsos de radio de J1818 era bastante diferente a la de otros magnetares con ruido de radio.
La mayoría de los pulsos de radio magnetar mantienen un brillo constante en una amplia gama de frecuencias de observación. sin embargo, Los pulsos J1818 eran mucho más brillantes a bajas frecuencias que a altas frecuencias – similar a lo que vemos en los púlsares, otro tipo de estrella de neutrones emisora de radio más común.
Para comprender mejor cómo evolucionaría J1818 con el tiempo, un equipo dirigido por científicos del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales (OzGrav) lo observó ocho veces utilizando el radiotelescopio CSIRO Parkes (también conocido como Murriyang) entre mayo y octubre de 2020.
Durante este tiempo, descubrieron que la magnetar había sufrido una breve crisis de identidad: en mayo, todavía estaba emitiendo los inusuales pulsos similares a púlsar que se habían detectado anteriormente; sin embargo, en junio había comenzado a vacilar entre un estado claro y un estado débil. Este comportamiento parpadeante alcanzó su punto máximo en julio, donde lo vieron oscilar entre pulsos de radio de tipo púlsar y magnetar.
«Este comportamiento extraño nunca se había visto antes en ningún otro magnetar radio fuerte», dice Marcus Lower, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad Swinburne / CSIRO. “Parece que este fue solo un fenómeno de corta duración, porque para nuestro próximo avistamiento se había asentado permanentemente en este nuevo estado similar a un magnetar.
Los científicos también buscaron formas de pulso y cambios en el brillo en diferentes frecuencias de radio y compararon sus observaciones con un modelo teórico de 50 años. Este modelo predice la geometría esperada de un púlsar, basándose en la dirección de giro de su luz polarizada.
«De nuestras observaciones, encontramos que el eje magnético del J1818 no está alineado con su eje de rotación», dice Lower.
“En cambio, el polo magnético transmisor de radio parece estar en su hemisferio sur, ubicado justo debajo del ecuador. La mayoría de los demás magnetares tienen campos magnéticos alineados con sus ejes de giro o son algo ambiguos. «
«Esta es la primera vez que definitivamente hemos visto una magnetar con un polo magnético desalineado».
Sorprendentemente, esta geometría magnética parece estable en la mayoría de las observaciones. Esto sugiere que cualquier cambio en el perfil del pulso se debe simplemente a variaciones en la altura de los pulsos de radio emitidos sobre la superficie de la estrella de neutrones. Sin embargo, el 1 de agostoS t La observación de 2020 destaca como una curiosa excepción.
“Nuestro mejor modelo geométrico para esta fecha sugiere que el haz de radio se volvió brevemente hacia un polo magnético completamente diferente ubicado en el hemisferio norte de la magnetar”, explica Lower.
Una clara falta de cualquier cambio en la forma del perfil de pulso de la magnetar indica que las mismas líneas de campo magnético que activan los pulsos de radio «normales» también deben ser responsables de los pulsos vistos desde el otro polo magnético.
El estudio sugiere que esto prueba que los pulsos de radio de J1818 se originan a partir de bucles de líneas de campo magnético que conectan dos polos estrechamente espaciados, como los observados que conectan los dos polos de un imán de herradura o manchas solares en el Sol. Esto es diferente de la mayoría de las estrellas de neutrones comunes que deberían tener polos norte y sur en lados opuestos de la estrella que están conectados por un campo magnético en forma de rosquilla.
Esta configuración de campo magnético particular también es compatible con un estudio independiente de los pulsos de rayos X de J1818 que fueron detectados por el telescopio NICER a bordo de la Estación Espacial Internacional . Los rayos X parecen provenir de una sola región distorsionada de líneas de campo magnético que emergen de la superficie del magnetar, o de dos regiones más pequeñas pero poco espaciadas.
Estos hallazgos tienen implicaciones potenciales para las simulaciones por computadora de cómo nacieron y evolucionaron los magnetares durante largos períodos de tiempo, ya que geometrías de campo magnético más complejas cambiarán la velocidad a la que se espera que sus campos magnéticos decaigan con el tiempo. Además, las teorías que sugieren que las ráfagas de radio rápidas pueden originarse en magnetares deberán tener en cuenta los pulsos de radio que se originan potencialmente en múltiples sitios activos en sus campos magnéticos.
La captura de un flip-flop entre los polos magnéticos en acción también podría ofrecer la primera oportunidad de mapear el campo magnético de una magnetar.
Papel: La magnetosfera dinámica del Swift J1818.0-1607
Este comunicado de prensa se publicó por primera vez aquí: https://www.scimex.org/newsfeed/astronomers-spot-bizarre,-never-before-seen-activity-from-one-of-the-strongest-magnets-in-the-universe
