Cuando una estrella masiva agota su combustible y su núcleo colapsa, puede dejar detrás una esfera de apenas unas decenas de kilómetros que concentra una masa comparable a la del Sol. Es una estrella de neutrones, uno de los objetos más densos del universo.
Algunas nacen con algo adicional: campos magnéticos descomunales. Son los magnetares, objetos capaces de liberar enormes cantidades de energía y que durante años fueron tratados como una rama particularmente rara de la familia de estrellas de neutrones. Un estudio liderado por Celsa Pardo-Araujo y Nanda Rea, del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), propone ahora que quizá hemos estado subestimándolos de forma considerable.
El trabajo, publicado en Nature Astronomy, concluye que aproximadamente el 50% de las estrellas de neutrones aisladas podrían pertenecer a la población magnetar. No significa que la mitad de las que observamos hoy tengan el aspecto de un magnetar activo: la clave está en cómo estos objetos evolucionan y cambian con el tiempo.
El problema era que estábamos contando estrellas que cambian de identidad
La Vía Láctea podría contener alrededor de 100 millones de estrellas de neutrones, pero solo vemos una fracción diminuta de ellas. Algunas aparecen como púlsares de radio. Otras como magnetares. Existen también objetos compactos centrales dentro de restos de supernova y estrellas de neutrones térmicamente brillantes detectadas en rayos X. Tradicionalmente esas poblaciones se estudiaban en buena medida por separado.
El nuevo trabajo hizo algo distinto: construyó una síntesis de población, una simulación que sigue estrellas de neutrones desde su nacimiento y combina su movimiento por la galaxia, su pérdida de velocidad de rotación y la evolución simultánea de su temperatura y su campo magnético. También incluye los sesgos que determinan cuáles tenemos posibilidad de detectar desde la Tierra. Ese detalle cambia bastante el resultado porque un magnetar joven no tiene por qué seguir pareciendo un magnetar durante toda su existencia.
Los investigadores utilizaron una distribución inicial con dos grandes poblaciones magnéticas. En sus modelos, la correspondiente a los magnetares se concentra en campos iniciales de alrededor de 1 a 2,5 × 10¹⁴ gauss. Al evolucionar durante miles o millones de años, algunos de esos objetos pueden terminar observándose como otra clase de estrella de neutrones.
Hay una pista interesante en las estrellas más jóvenes conocidas. Entre las 23 estrellas de neutrones galácticas observadas con menos de 2.000 años, solo nueve (aproximadamente el 40%) son púlsares clásicos alimentados por rotación. El resto son magnetares u objetos compactos centrales.
Para que las cuentas funcionen, la Vía Láctea también necesita más supernovas
La simulación terminó produciendo otro resultado. Para reproducir simultáneamente las poblaciones que realmente observamos, la galaxia necesita sufrir más de dos supernovas de colapso de núcleo por siglo. El equipo llegó a esa estimación mediante dos caminos independientes: el número de restos de supernova y la cantidad de estrellas de neutrones detectadas.
Con esa tasa de nacimientos, las simulaciones favorecen una fracción magnetar cercana al 50%. Y eso resuelve otro problema: hasta ahora resultaba complicado explicar cómo una población supuestamente pequeña podía estar detrás de tantos fenómenos extremos.
Los magnetares son candidatos a alimentar ráfagas rápidas de radio (FRB), algunas explosiones de rayos gamma y determinadas supernovas superluminosas. En 2020, por ejemplo, un magnetar de nuestra propia galaxia produjo simultáneamente un estallido de rayos X y una ráfaga de radio extraordinariamente potente, reforzando directamente la conexión con al menos algunos FRB.
Si uno de cada dos cadáveres estelares de este tipo nace como magnetar, deja de ser tan sorprendente encontrar sus huellas detrás de muchos de esos acontecimientos.
La siguiente prueba está fuera de la Vía Láctea
El 50% sigue siendo una inferencia del modelo, no un censo directo de todas las estrellas de neutrones de la galaxia. La siguiente prueba será aplicar el mismo método a otras galaxias. Si una galaxia debería fabricar cierto número de magnetares según su historia de formación estelar, los astrónomos podrán compararlo con la cantidad real de FRB, supernovas superluminosas y estallidos gamma que produce.
Eso podría confirmar o debilitar la idea de que los magnetares funcionan como motores centrales de buena parte de los fenómenos más violentos del cosmos. Porque el cambio que plantea el estudio es bastante grande: quizá los magnetares nunca fueron las rarezas extravagantes de la familia. Quizá llevamos décadas observando distintas etapas de una población que estaba delante de nosotros en cantidades enormes.
