Esta estrella muerta parece tener una superficie sólida.

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Un grupo de científicos publicó recientemente un estudio en la revista Science que sugiere que una estrella muerta magnetizada probablemente tenga una superficie sólida.

El estudio dirigido por investigadores de la UCL encontró que las estrellas muertas densamente magnetizadas, también conocidas como magnetares, emiten luz de rayos X que indica que son sólidas y no tienen atmósfera. El satélite Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) de la NASA, lanzado en diciembre pasado, proporcionó los datos para el estudio publicado en la revista Science . Mide la polarización de la luz de rayos X en el espacio y la dirección en la que ondea. En este estudio, el equipo examinó la observación IXPE de la magnetar 4U 0142+61. Se encuentra en la constelación de Casiopea, a 13.000 años luz de la Tierra. El estudio fue el primero en observar la luz polarizada de rayos X de un magnetar.

supernovas

Al final de sus vidas, las estrellas masivas explotan como supernovas, dejando estrellas de neutrones. Estas últimas tienen los campos magnéticos más fuertes del universo, a diferencia de otras estrellas de neutrones. Estas estrellas son conocidas por sus períodos erráticos de actividad, acompañados de brillantes rayos X y destellos de energía que son millones de veces más potentes que los producidos por nuestro Sol cada año en un solo segundo. A diferencia de las estrellas de neutrones estándar, se cree que están alimentadas por campos magnéticos ultrafuertes. Según el equipo de investigación, los rayos X que atraviesan una atmósfera producirían una proporción mucho mayor de luz polarizada. La luz polarizada es luz donde todas las ondas viajan en la misma dirección, es decir, los campos eléctricos vibran solo en una dirección. La atmósfera actúa como un filtro, limitando la cantidad de polarización.

Modelos teóricos

El equipo también descubrió que el ángulo de polarización de las partículas de luz de alta energía se invierte 90 grados. Curiosamente, los modelos teóricos predijeron algo similar si una estrella tuviera una corteza sólida rodeada por una magnetosfera exterior. La profesora Silvia Zane, coautora principal y miembro del equipo científico del IXPE, explicó que este resultado fue completamente inesperado. De hecho, los científicos estaban convencidos de que sus observaciones revelarían definitivamente la existencia de una atmósfera. Pero ese no fue el caso. De la misma manera que el agua se convierte en hielo después de alcanzar un punto de inflexión, el gas de la estrella se ha solidificado. El campo magnético de la estrella es extremadamente fuerte, lo que explica este fenómeno.

Un giro de 90 grados

“Pero, al igual que con el agua, la temperatura también es un componente imperativo. Un gas más caliente necesitará un campo magnético más fuerte para solidificarse. La observación de estrellas de neutrones calientes con campos magnéticos similares ayudaría a los científicos a comprender mejor este proceso. Los investigadores querían entender cómo las propiedades de la superficie de la estrella se ven afectadas por la interacción entre la temperatura y el campo magnético. El profesor Roberto Taverna, autor principal del estudio en la Universidad de Padua, dijo que la característica más fascinante fue la variación de 90 grados en la dirección de la polarización con la energía.

De acuerdo con la teoría

“Esto concuerda con lo que predicen los modelos teóricos y confirma que los magnetares tienen campos magnéticos ultrafuertes. Hay dos direcciones en las que se produce la luz polarizada en un entorno fuertemente magnetizado, paralela y perpendicular al campo magnético. Estas dos direcciones son las direcciones en las que se propaga la luz según la teoría cuántica. Cuando se observa polarización, refleja la estructura del campo magnético y el estado físico de la materia que rodea a una estrella de neutrones. Esto proporciona información que de otro modo no sería posible. Se espera que los fotones (partículas de luz) polarizados perpendicularmente al campo magnético dominen a alta energía. Esto conduce a la oscilación de polarización de 90 grados observada.

atmósferas

Como explica Roberto Turolla, profesor honorario del Laboratorio de Ciencias Espaciales UCL Mullard, la polarización de baja energía indica que el campo magnético de una estrella probablemente sea lo suficientemente fuerte como para hacer que su atmósfera se condense, un fenómeno llamado condensación magnética. Los campos magnéticos mantienen unidos los iones que forman la corteza sólida de la estrella. Los campos magnéticos harían que los átomos se alargaran en la dirección del campo magnético en lugar de ser esféricos. Todavía se debate si las magnetares y otras estrellas de neutrones tienen una atmósfera. A pesar de ello, esta es la primera observación de una estrella de neutrones que proporciona una explicación fiable de su corteza sólida.

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