Nuevas pistas sobre cómo se forman los magnetares         

Por: Whitney Clavin, Caltech.

06 de noviembre de 2024

 

Comparación de las galaxias anfitrionas de FRB con la distribución de galaxias en el universo seleccionadas por masa estelar y formación estelar. Crédito de la imagen: arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2409.16964.

 

Desde su descubrimiento en 2007, las ráfagas rápidas de radio (pulsos de luz de radiofrecuencia extremadamente energéticos) han iluminado el cielo en repetidas ocasiones, lo que ha llevado a los astrónomos a investigar su origen. En la actualidad, se han confirmado cientos de ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés) y los científicos han reunido cada vez más pruebas de lo que las desencadena: estrellas de neutrones altamente magnetizadas conocidas como magnetares (las estrellas de neutrones son un tipo de estrella muerta).

 

Una evidencia clave se obtuvo cuando un magnetar hizo erupción en nuestra propia galaxia y varios observatorios, incluido el proyecto STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2) de Caltech, captaron la acción en tiempo real. Ahora, investigadores dirigidos por Caltech han descubierto dónde es más probable que aparezcan FRB en el Universo: en galaxias con formación estelar masiva en lugar de galaxias de baja masa. Este hallazgo, a su vez, ha dado lugar a nuevas ideas sobre cómo se forman los magnetares.

 

En concreto, el trabajo sugiere que estas exóticas estrellas muertas, cuyos campos magnéticos son 100 billones de veces más fuertes que los de la Tierra, suelen formarse cuando dos estrellas se fusionan y luego estallan en una supernova. Hasta ahora no estaba claro si los magnetares se forman de esta manera, a partir de la explosión de dos estrellas fusionadas, o si podrían formarse cuando explota una sola estrella. “La inmensa potencia de salida de los magnetares los convierte en unos de los objetos más fascinantes y extremos del Universo”, afirma Kritti Sharma, autora principal del nuevo estudio y estudiante de postgrado de Caltech.

 

El proyecto comenzó con una búsqueda de FRB utilizando el Deep Synoptic Array-110 (DSA-110), un proyecto de Caltech con sede en el Observatorio de Radio del Valle Owens cerca de Bishop, California. Hasta la fecha, el extenso conjunto de radio ha detectado y localizado 70 FRB en su galaxia de origen específica (solo otros 23 FRB han sido localizados por otros telescopios). Aunque se sabe que las FRB se producen en galaxias que están formando estrellas de forma activa, el equipo, para su sorpresa, descubrió que las FRB tienden a producirse con mayor frecuencia en galaxias con formación estelar masiva que en galaxias con formación estelar de baja masa.

 

Esto por sí solo era interesante porque los astrónomos habían pensado anteriormente que las FRB se producían en todos los tipos de galaxias activas. Con esta nueva información, el equipo comenzó a reflexionar sobre lo que revelaban los resultados sobre las FRB. Las galaxias masivas tienden a ser ricas en metales porque los metales de nuestro Universo (elementos fabricados por las estrellas) tardan en acumularse a lo largo de la historia cósmica. El hecho de que las FRB sean más comunes en estas galaxias ricas en metales implica que la fuente de las FRB, los magnetares, también son más comunes en este tipo de galaxias.

 

Además, las estrellas masivas que explotan en supernovas y pueden convertirse en magnetares se encuentran más comúnmente en pares. De hecho, el 84% de las estrellas masivas son binarias. Por lo tanto, cuando una estrella masiva en una binaria se infla debido al contenido adicional de metal, su exceso de material es arrastrado hacia su estrella compañera, lo que facilita la fusión final de las dos estrellas. Estas estrellas fusionadas tendrían un campo magnético combinado mayor que el de una sola estrella.

 

En resumen, dado que las FRB se observan preferentemente en galaxias masivas y ricas en metales en las que se forman estrellas, es probable que los magnetares (que se cree que desencadenan las FRB) también se formen en entornos ricos en metales que favorecen la fusión de dos estrellas. Por lo tanto, los resultados indican que los magnetares de todo el Universo se originan a partir de los restos de fusiones estelares.

 

Fuente:

https://phys.org/news/2024-11-mighty-radio-linked-massive-galaxies.html