Astrónomos miden con precisión la distancia a un Magnetar


Utilizando el Very Long Baseline Array, un sistema de diez radiotelescopios del Observatorio Nacional de Radioastronomía, un equipo internacional de astrónomos ha realizado la medición geométrica directa de la distancia a XTE J1810-197, un magnetar ubicado en la constelación de Sagitario.

Los magnetares son una variedad de las estrellas de neutrones, los restos superdensos de estrellas masivas que explotaron como supernovas, y cuentan con campos magnéticos extremadamente fuertes.

Un campo magnético típico de un magnetar es un billón de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra, lo que hace que los magnetares sean los objetos más magnéticos del Universo.

Al igual que otras estrellas de neutrones, los magnetares miden alrededor de 20 kilómetros (12 millas) de diámetro y tienen una masa de 1 a 2 veces la del Sol. La densidad del interior de una magnetar es tal que una cucharada de su sustancia tendría una masa de más de 100 millones de toneladas. Los magnetares se diferencian de otras estrellas de neutrones porque tienen campos magnéticos aún más fuertes y, en comparación, giran más lentamente. La mayoría de los magnetares giran una vez cada dos a diez segundos, mientras que las estrellas de neutrones típicas giran una vez en menos de unos pocos segundos.

Pueden emitir fuertes ráfagas de rayos X y rayos gamma, y ​​recientemente se han convertido en el candidato más fuerte para las fuentes de ráfagas rápidas de radio (FRB, por sus siglas en inglés).

Una ráfaga rápida de radio es un fenómeno astrofísico de gran energía de origen desconocido que se manifiesta como un pulso de radio fugaz que dura en promedio unos pocos milisegundos.

La vida activa de un magnetar es corta. Sus fuertes campos magnéticos decaen después de unos 10.000 años, tras lo cual cesan la actividad y la fuerte emisión de rayos X. Dado el número de magnetares observables en la actualidad, una estimación sitúa el número de magnetares inactivos en la Vía Láctea en 30 millones o más.

El estudio
Descubierto en 2003, el magnetar XTE J1810-197 fue el primero de los seis objetos únicos de este tipo que emitieron pulsos de radio.

Lo hizo de 2003 a 2008 y luego cesó durante una década. En diciembre de 2018, reanudó la emisión de pulsos de radio brillantes.

Hao Ding, astrónomo de la Universidad Tecnológica de Swinburne, y sus colegas de investigación, utilizaron el Very Long Baseline Array (VLBA) para observar regularmente al magnetar XTE J1810-197 de enero a noviembre del año 2019, y luego nuevamente durante marzo y abril de 2020.

Al ver al magnetar desde lados opuestos de la órbita de la Tierra alrededor del Sol, pudieron detectar un ligero cambio en la posición aparente del magnetar con respecto a los objetos del fondo que están mucho más distantes.

Este efecto, llamado paralaje, permite a los astrónomos utilizar la geometría para calcular directamente la distancia del objeto.

El paralaje (‘cambio’, ‘diferencia’) es la desviación angular de la posición aparente de un objeto, dependiendo del punto de vista elegido.

"Esta es la primera medición del paralaje de un magnetar y muestra que se encuentra entre los magnetares más cercanos conocidos, a unos 8.100 años luz, lo que lo convierte en un objetivo principal para estudios futuros", dijo Ding.

"Tener una distancia precisa a este magnetar significa que podemos calcular con precisión la fuerza de los pulsos de radio que provienen de él", dijo el Dr. Adam Deller, también de la Universidad de Swinburne.

"Si emite algo similar a un FRB, sabremos qué tan fuerte es ese pulso".

"Los FRB varían en su fuerza, por lo que nos gustaría saber si los pulsos de un magnetar se acercan o se superpone con la fuerza de los FRB conocidos".

"Una clave para responder a esta pregunta será obtener más distancias a los magnetares, para que podamos expandir nuestra muestra y obtener más datos", dijo el Dr. Walter Brisken, astrónomo del Observatorio Nacional de Radioastronomía.

"El VLBA es la herramienta ideal para hacer esto".

"Sabemos que los púlsares, como el de la famosa Nebulosa del Cangrejo, emiten pulsos gigantes, mucho más fuertes que los habituales", dijo Ding.

"Determinar las distancias a los magnetares nos ayudará a comprender este fenómeno y a saber si los FRB son el ejemplo más extremo de pulsos gigantes".

Referencia del documento científico:
H. Ding et al. A magnetar parallax. MNRAS, published online August 21, 2020; doi: 10.1093/mnras/staa2531

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