Magnetar
Un magnetar o magnetoestrella es un tipo de estrella de
neutrones alimentada con un campo magnético extremadamente fuerte. Se trata de
una variedad de púlsar cuya característica principal es la expulsión, en un
breve período (equivalente a la duración de un relámpago), de enormes
cantidades de alta energía en forma de rayos X y rayos gamma. El campo
magnético deteriora la potencia de emisión de la radiación electromagnética de
alta energía, principalmente los rayos X y los rayos gamma.
Los rayos gamma están formados por fotones pertenecientes al
extremo más energético del espectro electromagnético, seguidos de los rayos X
y, a continuación, de los rayos ultravioleta. Si los rayos X expulsados por el
magnetar son de alta intensidad recibe entonces el nombre de Púlsar Anómalo de
Rayos X, (del inglés: Anomalous X-ray Pulsars, o su acrónimo AXPs). Si los
rayos expulsados pertenecen al espectro gamma de más alta intensidad, reciben
el nombre de Repetidores de Gamma Suave, (o SGRs siglas del inglés de: Soft
Gamma Repeater).
Los rayos gamma ordinarios conocidos como GRBs brotes de
rayos gamma, del inglés gamma-ray bursts, ya eran conocidos en las postrimerías
de los años 1960. El descubrimiento de estos rayos tremendamente energéticos
provenientes del espacio, se efectuó en plena guerra fría, cuando las dos
superpotencias, EE. UU. y la URSS, se espiaban mutuamente tratando de controlar
su arsenal nuclear. Con el fin de verificar el tratado de no proliferación de
armas nucleares, EE. UU. lanzó una flota de satélites conocidos como Proyecto
Vela. Con estos satélites, dotados especialmente para la captación de rayos X y
rayos gamma, se descubrieron en 1967 aleatorias explosiones de estos últimos
que, a modo de flashes, parecían venir desde distintas direcciones del
Universo. El hallazgo se mantuvo en secreto hasta que, en 1973, fue dado a
conocer a la opinión pública por Ray Klebesabel y su equipo del Laboratorio
Nacional de Los ÁlamosDescripción
Poco se conoce acerca de la estructura física de los
magnetares, ya que ninguno de ellos se halla lo suficientemente próximo a la
Tierra para ser estudiado correctamente. Al igual que otras de estrellas de
neutrones, los magnetares poseen un diámetro aproximado de 20 kilómetros.
Concretamente el SGR 1806-20, del diámetro mencionado tiene una masa de casi
4x1025 kg, lo cual le da una densidad media que se acerca a 10 billones de
kg/m3, lo que quiere decir que es casi diez mil millones de veces más denso que
el agua. Aun así, la masa del Sol es unas 50 000 veces mayor que la del
magnetar mencionado. La sustancia que forma el magnetar, en ocasiones es
referida como neutronio (teóricamente formada sólo por neutrones). Los
magnetares son diferenciados del resto de estrellas de neutrones por tener
campos magnéticos más fuertes, y por rotar comparativamente más despacio, con
la mayoría de los magnetares tardando entre uno y diez segundos para realizar
una rotación completa, mientras a una estrella de neutrones promedio le toma
menos de un segundo. La vida activa de un magnetar es corta; sus potentes
campos magnéticos se desmoronan pasados los 10 000 años, perdiendo
consecuentemente su vigorosa emisión de rayos X. Dado el número de magnetares
observables hoy en día, un cálculo eleva el número de magnetares inactivos en
la Vía Láctea a unos treinta millones.
Los sismos producidos en la superficie de un magnetar causan
gran volatilidad en la estrella y en el campo magnético que le rodea, lo que
generalmente acarrea emisiones extremadamente poderosas de rayos gamma, las
cuales han sido registradas en la Tierra en los años 1979, 1998 y 2004.
Formación y evolución
La teoría acerca de estos objetos fue formulada en 1992 por
Robert C. Duncan de la Universidad de Texas en Austin y Christopher Thompson
del Instituto Canadiense de Física Teórica. Posteriormente, esta teoría ha sido
ampliamente aceptada por el resto de la comunidad científica como una
explicación física que satisface hasta el momento las observaciones realizadas
sobre estos objetos.
Actualmente, se considera que, de cada diez explosiones de
supernovas, solamente una da origen al nacimiento de un magnetar. Si la
supernova posee entre 6 y 12 masas solares, se convierte en una estrella de
neutrones de no más de 10 a 20 km de diámetro. Según la hipótesis de los científicos
mencionados anteriormente, los requisitos previos para convertirse en magnetar
son una rotación rápida y un campo magnético intenso antes de la explosión.
Este campo magnético sería creado por un generador eléctrico (efecto dinamo)
que utiliza la convección de materia nuclear que dura los diez primeros
segundos alrededor de la vida de una estrella de neutrones. Si esta última gira
lo suficientemente rápido, las corrientes de convección se vuelven globales y
transfieren su energía al campo magnético. Cuando la rotación es demasiado
lenta, las corrientes de convección solo se forman en regiones locales. Un
púlsar sería, pues, una estrella de neutrones que, en su nacimiento, no habría
girado lo suficientemente deprisa durante un corto lapso de tiempo para generar
este efecto dinamo. El magnetar posee un campo lo suficientemente poderoso como
para aspirar la materia de los alrededores de la estrella hacia su interior y
comprimirla; esto conlleva que se disipe una cantidad significativa de energía
magnética durante un periodo aproximado de unos
10 000 años.
Con el tiempo, el poder magnético decae tras expulsar
ingentes cantidades de energía en forma de rayos X y gamma. Las tensiones que
causan el colapso se producen a veces en las capas externas de los magnetares,
constituidos por plasma de elementos pesados (principalmente de hierro). Estas
vibraciones intermitentes muy energéticas producen vientos de rayos X y gamma,
de ahí el nombre de repetidoras de rayos gamma suaves.
El 27 de diciembre de 2004, se registró un estallido de
rayos gamma proveniente del magnetar denominado SGR 1806-20 situado en la Vía
Láctea. El origen estaba situado a unos 50 000 años luz. En la opinión de
eminentes astrónomos, si se hubiera producido a tan solo 10 años luz de la
Tierra, —distancia que nos separa de alguna de las estrellas más cercanas—,
hubiera peligrado seriamente la vida en nuestro planeta al destruir la capa de
ozono, alterando el clima global y destruyendo la atmósfera. Esta explosión
resultó ser unas cien veces más potente que cualquier otro estallido registrado
hasta ahora. La energía liberada en dos centésimas de segundo fue superior a la
producida por el Sol en 250.000 años.
A continuación, se puede ver una pequeña comparación entre
distintas intensidades de campos magnéticos:
Brújula movida por el campo magnético de la Tierra: 0,6
Gauss;
Pequeño imán, como los sujetapapeles de los frigoríficos:
100 Gauss;
Campo generado en la Tierra por los electroimanes más
potentes: 4,5×105 Gauss (450.000 Gauss);
Campo máximo atribuido a una de las denominadas estrellas
blancas: 1×108 Gauss (100 millones de Gauss);
Magnetares (SGRs y AXPs): 1014 ~ 1015 Gauss.
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