Por primera vez, el Explorador de composición interior de estrellas de neutrones (NICER) de la NASA ha observado la fusión de puntos de rayos X de varios millones de grados en la superficie de una magnetar, un núcleo estelar supermagnetizado no más grande que una ciudad.
«NICER rastreó cómo tres puntos calientes emisores de rayos X brillantes deambularon lentamente por la superficie del objeto mientras también disminuían de tamaño, proporcionando la mejor vista hasta ahora de este fenómeno», dijo George Younes, investigador de la Universidad George Washington en Washington y de la NASA. Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland. «La mancha más grande finalmente se fusionó con una más pequeña, que es algo que no habíamos visto antes».
Este conjunto único de observaciones, descrito en un artículo dirigido por Younes y publicado el 13 de enero en The Astrophysical Journal Letters, ayudará a guiar a los científicos a una comprensión más completa de la interacción entre la corteza y el campo magnético de estos objetos extremos.
Una magnetar es un tipo de estrella de neutrones aislada, el núcleo aplastado que queda cuando explota una estrella masiva. Comprimiendo más masa que la del Sol en una bola de unos 20 kilómetros de diámetro, una estrella de neutrones está hecha de materia tan densa que una cucharadita pesaría tanto como una montaña en la Tierra.
Lo que distingue a las magnetares es que tienen los campos magnéticos más fuertes conocidos, hasta 10 billones de veces más intensos que los de un imán de nevera y mil veces más fuertes que los de una estrella de neutrones típica. El campo magnético representa un enorme almacén de energía que, cuando se altera, puede generar una explosión de actividad de rayos X mejorada que dura de meses a años.
El 10 de octubre de 2020, el Observatorio Neil Gehrels Swift de la NASA descubrió un estallido de un nuevo magnetar, llamado SGR 1830-0645 (SGR 1830 para abreviar). Está ubicado en la constelación Scutum, y aunque su distancia no se conoce con precisión, los astrónomos estiman que el objeto se encuentra a unos 13.000 años luz de distancia. Swift giró su telescopio de rayos X hacia la fuente y detectó pulsos repetidos que revelaron que el objeto giraba cada 10,4 segundos.
Las mediciones NICER del mismo día muestran que la emisión de rayos X exhibió tres picos cercanos con cada rotación. Fueron causados cuando tres regiones superficiales individuales mucho más calientes que sus alrededores giraron dentro y fuera de nuestra vista.
NICER observó SGR 1830 casi a diario desde su descubrimiento hasta el 17 de noviembre, después de lo cual el Sol estuvo demasiado cerca del campo de visión para una observación segura. Durante este período, los picos de emisión cambiaron gradualmente, ocurriendo en momentos ligeramente diferentes en la rotación del magnetar. Los resultados favorecen un modelo donde las manchas se forman y se mueven como resultado del movimiento de la corteza, de la misma manera que el movimiento de las placas tectónicas en la Tierra impulsa la actividad sísmica.
«La corteza de una estrella de neutrones es inmensamente fuerte, pero el intenso campo magnético de una magnetar puede forzarla más allá de sus límites», dijo Sam Lander, astrofísico de la Universidad de East Anglia en Norwich, Reino Unido, y coautor del estudio. papel. «Comprender este proceso es un gran desafío para los teóricos, y ahora NICER y SGR 1830 nos han brindado una visión mucho más directa de cómo se comporta la corteza bajo estrés extremo».
El equipo cree que estas observaciones revelan una sola región activa donde la corteza se ha fundido parcialmente, deformándose lentamente bajo el estrés magnético. Los tres puntos calientes en movimiento probablemente representan ubicaciones donde los bucles coronales, similares a los brillantes arcos de plasma que se ven en el Sol, se conectan a la superficie. La interacción entre los bucles y el movimiento de la corteza impulsa el comportamiento de deriva y fusión.
«Los cambios en la forma del pulso, incluida la disminución de la cantidad de picos, se han visto anteriormente solo en unas pocas observaciones ‘instantáneas’ muy separadas en el tiempo, por lo que no había forma de rastrear su evolución», dijo Zaven Arzoumanian, líder científico de NICER en Goddard. . «Tales cambios podrían haber ocurrido repentinamente, lo que sería más consistente con un campo magnético tambaleante que con puntos calientes errantes».
NICER es una Misión de Oportunidad de Astrofísica dentro del Programa de Exploradores de la NASA, que brinda oportunidades de vuelos frecuentes para investigaciones científicas de clase mundial desde el espacio utilizando enfoques de gestión innovadores, optimizados y eficientes dentro de las áreas de ciencia de heliofísica y astrofísica. La Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA apoya el componente SEXTANT de la misión, demostrando la navegación de naves espaciales basadas en púlsares.
