XMM-Newton observa el púlsar más joven jamás descubierto.
Una campaña de observación liderada por XMM-Newton de la ESA revela el púlsar más joven jamás visto, remanente de lo que fue una estrella masiva, que al mismo tiempo constituye un “magnetar” con un campo magnético unos 70.000 billones de veces más potente que el de la Tierra.
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| Impresión artística de un magnetar. Los magnetares son los objetos cósmicos con los campos magnéticos más fuertes jamás medidos en el Universo. Son púlsares extremadamente magnetizados: los restos calientes y densos de estrellas masivas que emiten radiación energética en explosiones impulsivas y explosiones más largas en escalas de tiempo de milisegundos a años. Una campaña de múltiples instrumentos dirigida por XMM-Newton de la ESA ha capturado un estallido que emana del púlsar de bebés más joven que se haya visto: Swift J1818.0−1607, que curiosamente también es un magnetar. Crédito: ESA. |
Los púlsares son de los objetos más exóticos del universo. Nacen en forma de estrellas masivas y acaban su vida mediante violentas supernovas, dejando tras sí remanentes estelares igualmente extremos: calientes, densos y fuertemente magnetizados. En ocasiones, los púlsares también experimentan periodos de actividad mucho mayor, en los que expulsan enormes cantidades de radiación energética a escalas que van de milisegundos a años.
Las explosiones menores a menudo marcan la aparición de otra mayor, con una emisión de rayos X mil veces más intensa. Una campaña multiinstrumento dirigida por el observatorio XMM-Newton acaba de captar una de estas emisiones procedentes del púlsar más joven jamás detectado: Swift J1818.0-1607, descubierto en marzo por el observatorio Swift de la NASA.
Y aún hay más. No solo este púlsar es el benjamín de los 3.000 conocidos en nuestra Vía Láctea, también pertenece a una categoría muy poco común: los magnetares, que constituyen los objetos con el campo magnético más fuerte jamás medido en el universo.
“Swift J1818.0-1607 se encuentra a unos 15.000 años luz de distancia, dentro de la Vía Láctea”, apunta el autor principal del estudio, Paolo Esposito, de la Escuela Universitaria Superior IUSS de Pavía (Italia).
“Es muy emocionante detectar un objeto tan joven, justo después de haberse formado en el universo. La gente en la Tierra podría haber visto la supernova que dio lugar a este magnetar hace unos 240 años, en mitad de las revoluciones francesa y estadounidense”.
Pero el magnetar tiene aún más motivos para ser famoso. Se trata de uno de los objetos de más rápida rotación que se conocen en su categoría, con una velocidad de giro de 1,36 segundos a pesar de contener la masa de dos soles dentro de un remanente estelar de tan solo 25 kilómetros de diámetro.
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| XMM-Newton observa al bebé magnetar. Imagen compuesta de Swift J1818.0−1607, el púlsar más joven jamás observado, visto por la cámara EPIC-pn en el XMM-Newton de la ESA. La imagen combina observaciones en las siguientes bandas de energía: 2–4 keV (rojo), 4–7.5 keV (verde) y 8.5–12 keV (azul). Originalmente descubierto por el Observatorio Swift de la NASA en marzo de 2020, este es el púlsar más joven entre los 3000 conocidos en nuestra galaxia, la Vía Láctea, observado solo 240 años después de su formación. También pertenece a una categoría muy rara de púlsares: magnetares, los objetos cósmicos con los campos magnéticos más fuertes jamás medidos en el Universo. Es uno de los objetos de giro más rápido conocido, girando una vez cada 1.36 segundos, a pesar de contener la masa de dos soles dentro de un remanente estelar que mide solo 25 kilómetros de ancho. Inmediatamente después del descubrimiento, los astrónomos observaron este objeto con más detalle utilizando XMM-Newton, los satélites de rayos X Swift y NuSTAR de la NASA, y el radiotelescopio de Cerdeña en Italia. A diferencia de la mayoría de los magnetares, que solo son observables en los rayos X, las observaciones revelaron que Swift J1818.0−1607 es uno de los pocos que también muestra emisión pulsada en ondas de radio. Crédito: ESA / XMM-Newton; P. Esposito y col. (2020) |
Inmediatamente tras su descubrimiento, los astrónomos observaron el objeto con más detalle usando XMM-Newton, el observatorio Swift y el satélite de rayos X NuSTAR de la NASA, así como el Sardinia Radio Telescope de Italia.
A diferencia de la mayoría de los magnetares, observables únicamente en rayos X, las observaciones revelaron que Swift J1818.0-1607 es uno de los poquísimos que también muestran emisiones pulsadas en ondas de radio.
“Los magnetares son objetos fascinantes, y este pequeño resulta especialmente enigmático por sus características extremas”, comenta Nanda Rea, del Instituto de Ciencias Espaciales (CSIC, IEEC) de Barcelona y principal investigadora de las observaciones. “El hecho de que pueda verse en ondas de radio y en rayos X ofrece una clave importante en el debate abierto sobre la naturaleza de un tipo específico de remanente estelar: los púlsares”.
Se cree que los magnetares, que constituyen una clase de púlsares especialmente magnetizados, son poco comunes en el universo, pues los astrónomos solo han detectado unos 30, y se asume que son distintos de otros tipos de púlsares que destacan especialmente en las emisiones de radio.
Sin embargo, los investigadores de rayos X sospechan desde hace mucho que los magnetares podrían ser bastante más comunes de lo que esa hipótesis sugiere. Este nuevo hallazgo apoya la idea de que, en vez de objetos exóticos, constituirían una fracción sustancial de los púlsares que se hallan en la Vía Láctea.
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| Impresión del artista del telescopio de rayos X XMM-Newton de la ESA. Crédito de la imagen: ESA. |
“El hecho de que se haya formado un magnetar recientemente indica que esa idea está bien fundamentada”, explica Alice Vorghese, coautora del estudio y que trabajó analizando los datos con su colega Francesco Coti Zelati en el Instituto de Ciencias Espaciales (CSIC, IEEC).
“Además, en la última década los astrónomos han descubierto numerosos magnetares, por lo que la población conocida se ha duplicado”, señala. “Es probable que los magnetares resulten difíciles de detectar cuando están durmientes y solo se descubran cuando despiertan, como demuestra este joven magnetar, mucho menos luminoso antes de la emisión que dio lugar al hallazgo”.
Por otro lado, es posible que los púlsares no sean tan diversos como se creía inicialmente. El fenómeno distintivo que muestran los magnetares también podría darse en otros tipos de púlsares, igual que Swift J1818.0-1607 exhibe características (emisiones de radio) que no suelen atribuirse a los magnetares.
“Aunque resultan interesantes por sí mismos, los magnetares son relevantes a una escala mucho mayor: podrían tener un papel fundamental a la hora de causar toda una serie de eventos transitorios que vemos en el universo”, añade Francesco. “Se cree que estos eventos están conectados de algún modo con los magnetares, ya sea durante su nacimiento o en las primeras etapas de su vida, lo que hace que este descubrimiento resulte especialmente emocionante”.
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| Impresión del artista de una explosión de rayos gamma. Créditos: ESA, ilustración de ESA / ECF |
Algunos ejemplos de tales eventos transitorios incluirían emisiones de rayos gamma, explosiones de supernovas superluminosas y las misteriosas ráfagas rápidas de radio. Estos eventos energéticos podrían asociarse a la formación y existencia de objetos jóvenes y fuertemente magnetizados como Swift J1818.0-1607.
“Para inferir la edad de este magnetar, los investigadores necesitaban mediciones a largo plazo y de alta resolución tanto de la velocidad de giro como del cambio de dicho giro a lo largo del tiempo”, apunta Norbert Schartel, científico del Proyecto XMM-Newton de la ESA. “La Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) de XMM-Newton observó Swift J1818.0-1607 justo tres días después de su descubrimiento, lo que permitió extraer una imagen precisa de su emisión de rayos X y caracterizar su rotación y sus propiedades espectrales con todo detalle”.
“Este tipo de investigación es importantísimo para saber más sobre el contenido estelar de la Vía Láctea y revelar las particularidades de los fenómenos que se producen a través del universo más lejano”.
Nota para los editores.
El artículo “A very young radio-loud magnetar” de P. Esposito et al. (2020), está publicado en The Astrophysical Journal Letters.
Enlace noticia NuStar aquí.
Para más información:
Paolo Esposito
University School for Advanced Studies IUSS
Pavia, Italy
Email: paolo.esposito@iusspavia.it
Nanda Rea
Institute of Space Sciences (CSIC, IEEC)
Barcelona, Spain
Email: rea@ice.csic.es
Norbert Schartel
XMM-Newton project scientist
European Space Agency
Email: norbert.Schartel@esa.int
ESA Media Relations
Email: media@esa.int
• Publicado en el XMM-Newton, enlace publicación.
