Descubren un intrigante objeto estelar a 15.000 años luz de la Tierra

Desde hace al menos 33 años, con intervalos de 22 minutos, está llegando a la Tierra un pulso de cinco minutos de energía de longitud de onda de radio que se origina a 15.000 años luz de nosotros. Suponemos que procede de un magnetar con campos magnéticos mil millones de veces más fuertes que el campo magnético terrestre.

Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto un nuevo tipo de objeto estelar que desafía nuestra comprensión de la física de las estrellas de neutrones.

Las misteriosas ráfagas rápidas de radio nacerían en "volcanes" en erupción en magnetares

El objeto podría ser una magnetar de período ultralargo, un tipo raro de estrella con campos magnéticos extremadamente fuertes que pueden producir poderosos estallidos de energía.

Hasta hace poco, todos los magnetares conocidos liberaban energía a intervalos que iban desde unos pocos segundos hasta unos pocos minutos.

El objeto recién descubierto emite ondas de radio cada 22 minutos, lo que lo convierte en el magnetar de período más largo jamás detectado.

Descubrimiento

El nuevo tipo de objeto estelar fue descubierto utilizando Murchison Widefield Array (MWA) en Australia Occidental por un grupo de investigación internacional dirigido por la Dra. Natasha Hurley-Walker (Universidad de Curtin e ICRAR, Australia).

La fuente, probablemente una magnetar, una estrella de neutrones en rotación con campos magnéticos extremadamente fuertes, más de mil millones de veces más fuertes que el campo magnético más poderoso creado en la Tierra, fue etiquetada como GPM J1839-10.

Está a una distancia de 15.000 años luz de la Tierra en la constelación Scutum (El Escudo). Es solo el segundo magnetar de período ultralargo jamás detectado, descrito como un enigmático objeto transitorio que aparecería y desaparecería intermitentemente, emitiendo poderosos rayos de energía tres veces por hora.

Desafío astrofísico

"Este notable objeto desafía nuestra comprensión de las estrellas de neutrones y los magnetares, que son algunos de los objetos más exóticos y extremos del Universo", dice Hurley-Walker en un comunicado.

"El primero de estos enigmáticos objetos transitorios nos tomó por sorpresa. Estábamos perplejos y, por lo tanto, comenzamos a buscar objetos similares para averiguar si se trataba de un evento aislado o solo de la punta del iceberg".

Escaneando los cielos con el telescopio MWA, el equipo pronto descubrió la otra fuente, la citada GPM J1839-10, que emite ráfagas de energía que dura hasta cinco minutos, cinco veces más que el primer objeto.

Observaciones de seguimiento con otros telescopios confirmaron el descubrimiento y proporcionaron detalles sobre las características únicas del magnetar.

Objeto estelar intrigante

“GPM J1839−10 es una fuente bastante intrigante, aparentemente gira demasiado lentamente para ser un púlsar de radio típico todavía, pero también emite de manera demasiado estable para ser un magnetar de radio. En la búsqueda de comprender su verdadera naturaleza, muestreamos la señal de la fuente cada pocos milisegundos utilizando el púlsar de alta resolución y los instrumentos de búsqueda de transitorios rápidos desarrollados por nuestro equipo”, agrega Ewan Barr del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR), que también forma parte del equipo investigador.

 “Las observaciones revelaron una subestructura de pulso fino, exhibiendo oscilaciones cuasi-periódicas. Queda por determinar si se trata de una propiedad intrínseca de la fuente o de su entorno”, concluye Barr.

Observaciones de más de 30 años

Descubrieron resultados en los archivos del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) en India, y del Very Large Array (VLA) en EE.UU., que tenían registros de observaciones que datan de 1988.

"Ese fue un momento bastante increíble para mí. Tenía cinco años cuando nuestros telescopios registraron por primera vez pulsos de este objeto, pero nadie lo notó y permaneció oculto en los datos durante 33 años", explica Hurley-Walker.

Línea de la muerte

No todas las magnetares producen ondas de radio. Algunas caen por debajo de la llamada "línea de la muerte", un umbral crítico en el que el campo magnético de una estrella se vuelve demasiado débil para generar emisiones de radio, explican al respecto los investigadores.

Situada muy por debajo de la línea de la muerte, GPM J1839−10 también debería estar girando lentamente para que produzca pulsos de radio, pero los vemos tan regulares como un reloj.

Cada 22 minutos, la fuente 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 pueda estar detrás de esto es extraordinario.

Importantes implicaciones

El descubrimiento tiene implicaciones importantes para la comprensión de la física de las estrellas de neutrones y el comportamiento de los campos magnéticos en entornos extremos.

También plantea nuevas preguntas sobre la formación y evolución de los magnetares y podría arrojar luz sobre el origen de fenómenos misteriosos como las ráfagas rápidas de radio.

El equipo de investigación planea realizar más observaciones del magnetar para aprender más sobre sus propiedades y comportamiento. También esperan descubrir más magnetares de período ultralargo en el futuro, lo que podría ayudar a refinar nuestra comprensión de estos objetos fascinantes y enigmáticos.

Participación española

Los investigadores del ICE-CSIC Nanda Rea y Francesco Coti Zelati dirigieron las observaciones de seguimiento de este nuevo objeto utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC), el telescopio óptico más grande del mundo ubicado en La Palma, junto con el telescopio de rayos X XMM-Newton de la ESA, y coordinaron la interpretación física de los resultados, informa al respecto el CSIC.

El grupo de investigación de la profesora Rea en el ICE-CSIC, en particular los investigadores predoctorales Celsa Pardo y Michele Ronchi, y la doctora Vanessa Graber, han realizado más simulaciones para predecir cuántos de estos objetos esperamos ver en función de su todavía desconocida naturaleza.

Este estudio complementario que incluye el uso de simulaciones ha sido enviado recientemente a la revista Astrophysical Journal Letter.

Referencia

A long-period radio transient active for three decades. N. Hurley-Walker et al. Nature volume 619, pages487–490 (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06202-5