Estudio: la estrella muerta magnetizada probablemente tenga una superficie sólida
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 examinó la observación de IXPE de la magnetar 4U 0142+61, ubicada 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.
Los magnetares son estrellas de neutrones muy densas, núcleos residuales de estrellas masivas que explotaron como supernovas al final de su vida. A diferencia de otras estrellas de neutrones, tienen un campo magnético inmenso, el más fuerte del universo. Emiten rayos X brillantes y exhiben períodos de actividad erráticos, con la emisión de ráfagas y destellos que pueden liberar millones de veces más energía en un segundo que la que emite nuestro Sol en un año. . Se cree que están alimentadas por sus campos magnéticos ultrafuertes, 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 agitación es en la misma dirección, es decir, los campos eléctricos vibran en una sola dirección. Una atmósfera actúa como un filtro, seleccionando un solo estado de luz de polarización).
El equipo también descubrió que para las partículas de luz a energías más altas, el ángulo de polarización (el ajetreo) se invirtió exactamente 90 grados en relación con la luz a energías más bajas, dependiendo de lo que los modelos teóricos predijeran si la estrella tuviera una corteza sólida rodeada de una magnetosfera exterior llena de corrientes eléctricas. La coautora principal, la profesora Silvia Zane (UCL Mullard Space Science Laboratory), miembro del equipo científico de IXPE, dijo: «Fue completamente inesperado. Estaba convencida de que habría una atmósfera. El gas de la estrella alcanzó un punto de inflexión y se volvió sólido en De la misma manera que el agua podría convertirse en hielo, debido al campo magnético increíblemente fuerte de la estrella.
«Pero, al igual que con el agua, la temperatura también es un factor: el gas más caliente requerirá un campo magnético más fuerte para volverse sólido». campo afecta las propiedades de la superficie de la estrella».
El autor principal, el Dr. Roberto Taverna, de la Universidad de Padua, dijo: «La característica más interesante que pudimos observar es el cambio en la dirección de polarización con la energía, el ángulo de polarización oscilante d ‘exactamente 90 grados». Esto está de acuerdo con los modelos teóricos que predicen y confirman 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 dirección de la polarización observada lleva 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 de 90 grados observada.
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 de baja energía nos dice que el campo magnético es probablemente tan fuerte que hace girar la atmósfera alrededor de la estrella en un sólido o líquido, un fenómeno conocido como condensación magnética». Se cree que la corteza sólida de la estrella está formada por una red de iones, unidos por el campo magnético. Los átomos no serían esféricos, sino alargados en la dirección del campo magnético.
Si las magnetares y otras estrellas de neutrones tienen atmósferas o no, es todavía un tema de debate. 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 se debe tener en cuenta que incluir los efectos de la electrodinámica cuántica, como lo hemos hecho en nuestro modelo teórico, brinda resultados compatibles con la observación del IXPE. Sin embargo, nosotros también están investigando modelos alternativos para explicar los datos del IXPE, para los cuales aún faltan simulaciones numéricas apropiadas». (Y YO)
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