¿Cómo se convierten algunas estrellas de neutrones en los imanes más fuertes del Universo?

Concepción artística de un poderoso magnetar en un cúmulo estelar. Crédito: ESO / L. Calçada.

Un equipo de astrofísicos germano-británicos ha encontrado una posible respuesta a la pregunta de cómo se forman estos llamados magnetares. Los investigadores utilizaron grandes simulaciones por ordenador para demostrar cómo la fusión de dos estrellas crea fuertes campos magnéticos. Si tales estrellas explotan en supernovas, podrían producirse magnetares. Los científicos de la Universidad de Heidelberg, la Sociedad Max Planck, el Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg y la Universidad de Oxford participaron en la investigación. Los resultados fueron publicados en "Nature". 

Nuestro universo está enhebrado por campos magnéticos. El Sol, por ejemplo, tiene una envoltura en la cual la convección genera continuamente campos magnéticos. "A pesar de que las estrellas masivas no tienen tales envolventes, aún observamos un fuerte campo magnético a gran escala en la superficie de aproximadamente el diez por ciento de ellas", explica el Dr. Fabian Schneider del Centro de Astronomía de la Universidad de Heidelberg, quien es el primer autor del estudio en "Nature". Aunque tales campos ya se descubrieron en 1947, su origen sigue siendo difícil de alcanzar hasta ahora. 

La simulación marca el nacimiento de una estrella magnética como Tau Scorpii. La imagen es un corte a través del plano orbital donde el color indica la fuerza del campo magnético y la trama de la luz refleja la dirección de la línea del campo magnético. Crédito: Ohlmann / Schneider / Röpke.

Hace más de una década, los científicos sugirieron que se producen fuertes campos magnéticos cuando dos estrellas chocan. "Pero hasta ahora, no pudimos probar esta hipótesis porque no teníamos las herramientas computacionales necesarias", dice el Dr. Sebastian Ohlmann del centro de cómputo de la Sociedad Max Planck en Garching, cerca de Munich. Esta vez, los investigadores utilizaron el código AREPO, un código de simulación altamente dinámico que se ejecuta en grupos de cómputo del Instituto Heidelberg para Estudios Teóricos (HITS), para explicar las propiedades de Tau Scorpii (τ Sco), una estrella magnética ubicada a 500 años luz de Tierra. 

Ya en 2016, Fabian Schneider y Philipp Podsiadlowski de la Universidad de Oxford se dieron cuenta de que τ Sco es un llamado rezagado azul. Los rezagados azules son producto de estrellas fusionadas. "Asumimos que Tau Scorpii obtuvo su fuerte campo magnético durante el proceso de fusión", explica el Prof. Dr. Philipp Podsiadlowski. A través de sus simulaciones por computadora de τ Sco, el equipo de investigación alemán-británico ahora ha demostrado que una fuerte turbulencia durante la fusión de dos estrellas puede crear ese campo. 

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Las fusiones estelares son relativamente frecuentes: los científicos suponen que alrededor del diez por ciento de todas las estrellas masivas en la Vía Láctea son producto de tales procesos. Esto está de acuerdo con la tasa de ocurrencia de estrellas masivas magnéticas, según el Dr. Schneider. Los astrónomos piensan que estas mismas estrellas podrían formar magnetares cuando explotan en supernovas. 

Esto también puede sucederle a τ Sco cuando explota al final de su vida. Las simulaciones por computadora sugieren que el campo magnético generado sería suficiente para explicar los campos magnéticos excepcionalmente fuertes en los magnetares. "Se cree que los magnetares tienen los campos magnéticos más fuertes del Universo, hasta cien millones de veces más fuertes que el campo magnético más fuerte jamás producido por los humanos", dice el profesor Dr. Friedrich Röpke de HITS. 

Fuente: Universidad de Heidelberg,