IXPE de la NASA encuentra poderosos campos magnéticos y corteza sólida en la estrella de neutrones
Menos de un año después del lanzamiento, las observaciones de una estrella de neutrones realizadas por Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA han llevado a la confirmación de lo que los científicos solo habían teorizado anteriormente: las magnetares tienen campos magnéticos ultrafuertes y están altamente polarizadas.
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| Localización del magnetar 4U 0142+61 |
Los científicos utilizaron IXPE para observar la magnetar 4U 0142+61, una estrella de neutrones ubicada en la constelación de Casiopea, a unos 13 000 años luz de la Tierra. Esta es la primera observación de polarización de rayos X de un magnetar, una estrella de neutrones con los campos magnéticos más poderosos del universo.
Los astrónomos descubrieron que la estrella de neutrones probablemente tenga una superficie sólida y no tenga atmósfera. Esta es la primera vez que los científicos han podido concluir de manera confiable que una estrella de neutrones tiene una corteza sólida desnuda, un hallazgo permitido por las mediciones de polarización de rayos X de IXPE.
La polarización es una propiedad de la luz que nos informa sobre los campos eléctricos y magnéticos interconectados que componen todas las longitudes de onda de la luz. Estos campos oscilan, o vibran, en ángulo recto en relación con la trayectoria de viaje de la luz. Cuando sus campos eléctricos vibran en una sola dirección unificada, decimos que la luz está polarizada.
Los astrónomos también encontraron que el ángulo de polarización depende de la energía de las partículas de luz, con luz de alta energía en un ángulo de polarización de 90 grados en comparación con la luz de baja energía.
"Descubrimos que el ángulo de polarización oscila exactamente 90 grados, siguiendo lo que los modelos teóricos predecirían si la estrella tuviera una corteza sólida rodeada por una magnetosfera externa llena de corrientes eléctricas", dijo Roberto Taverna de la Universidad de Padua, autor principal del estudio. el nuevo estudio en la revista Science.
Los científicos se sorprendieron al saber que los niveles de energía pueden afectar la polarización.
"Según las teorías actuales de los magnetares, esperábamos detectar la polarización, pero nadie predijo que la polarización dependería de la energía, como estamos viendo en este magnetar", dijo Martin Weisskopf, científico emérito de la NASA que dirigió el equipo IXPE desde la base de la misión. inicio hasta la primavera de 2022.
Además, la polarización a bajas energías indica que el campo magnético es tan inimaginablemente poderoso que podría haber convertido la atmósfera alrededor de la estrella de neutrones en sólida o líquida.
“Este es un fenómeno conocido como condensación magnética”, dijo el presidente del grupo de trabajo temático de magnetar del IXPE, Roberto Turolla, con la Universidad de Padua y el University College London.
Todavía es un tema de debate si las magnetares y otras estrellas de neutrones tienen atmósferas.
Gracias a las mediciones de polarización de rayos X, los astrofísicos ahora pueden verificar el grado de polarización y su ángulo de posición al probar los parámetros de los modelos de emisión de rayos X. Los hallazgos de las observaciones de IXPE ayudarán a los astrónomos de rayos X a comprender mejor la física de objetos extremos como magnetares y agujeros negros.
"Más allá de la magnetar 4U 0142+61, IXPE se está utilizando para estudiar una amplia gama de fuentes de rayos X extremos, y se están obteniendo muchos resultados interesantes", dijo Fabio Muleri, científico del proyecto italiano IXPE del INAF-Institute for Space. Astrofísica y Planetología en Roma.
Para Weisskopf, está claro que las observaciones de IXPE han sido críticas.
“En mi opinión, no puede haber dudas de que IXPE ha demostrado que la polarimetría de rayos X es importante y relevante para mejorar nuestra comprensión de cómo funcionan estos fascinantes sistemas de rayos X”, dijo. “Las misiones futuras tendrán que ser conscientes de este hecho”.
IXPE se basa en los descubrimientos del Observatorio de rayos X Chandra de la NASA y otros telescopios espaciales al medir la polarización de la luz de rayos X.
Como parte de la serie de misiones Small Explorer de la NASA, IXPE se lanzó en un cohete Falcon 9 desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida en diciembre de 2021. Ahora orbita 370 millas, o aproximadamente 595 kilómetros, sobre el ecuador de la Tierra. La misión es una asociación entre la NASA y la Agencia Espacial Italiana, con socios y colaboradores científicos en 13 países. Ball Aerospace, con sede en Broomfield, Colorado, gestiona las operaciones de naves espaciales.
Por Hannah Maginot, Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA
Molly Porter
Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, Huntsville, Alabama
Elizabeth Landau
Sede de la NASA, Washington
Última actualización: 10 de noviembre de 2022, enlace publicación.
Editora: Beth Ridgeway
