Los astrónomos pueden haber presenciado el nacimiento de la magnetar por primera vez

Cuando dos estrellas de neutrones chocan, el universo se está desgarrando. La colisión extrema es explosiva y crea un “kilon” que emite una ráfaga brillante y rápida de rayos gamma. También transmite ondas a través del espacio-tiempo. Los científicos creen que es probable que el aplastamiento cósmico cree un objeto recién fusionado que colapsará rápidamente en un agujero negro. Pero … ¿y si sobrevive?

Un nuevo estudio que se publicará en The Astrophysical Journal, pero disponible como una versión preliminar en arXiv, describe los kilonones más brillantes hasta ahora y sugiere que las colisiones de estrellas de neutrones a veces pueden conducir a una magnetar, una estrella de neutrones extrema con densos campos magnéticos.

El 22 de mayo, el Observatorio Swift Neil Gehrels de la NASA vio un destello de rayos gamma en un rincón extremadamente distante del espacio, apodado GRB 200522A. Los científicos creen que este tipo de descargas cortas ocurren cuando dos estrellas de neutrones chocan, por lo que cuando uno ve un telescopio, hay una lucha loca por obtener observaciones en otras longitudes de onda en el espectro electromagnético. La colisión ocurrió hace 5.500 millones de años, pero nuestros telescopios solo han captado señales ahora.

En un nuevo estudio, el equipo de investigación apuntó a varios telescopios espaciales y terrestres diferentes en GRB 200522A, incluido el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, y observó un gradiente después de un destello de rayos gamma brillantes.

Utilizando datos de rayos X, radio e infrarrojo cercano, el equipo pudo medir el brillo de la explosión de rayos gamma. Pero había una observación específica que no encajaba. Las imágenes en el infrarrojo cercano del Hubble mostraron un destello extremadamente brillante, aproximadamente 10 veces más brillante que cualquier kilogramo jamás visto (aunque hasta ahora solo se han observado unos pocos).

“Nos rascamos la cabeza por un tiempo y miramos todos los posibles modelos que teníamos”, dijo Wen-fai Fong, astrofísico de la Universidad Northwestern y autor principal de la nueva investigación. “La luz del infrarrojo cercano que vimos de GRB 200522A era demasiado brillante para ser explicada por un kilon estándar de radio”.

Fong y su equipo finalmente decidieron explicar el brillo extremo usando un modelo al que llamaron “un kilon con un magnetar fortalecedor”.

Dos estrellas de neutrones que chocan en el espacio profundo podrían haber formado una magnetar. Si se confirma, esta sería la primera vez que los astrónomos ven el nacimiento de estas estrellas extremas.

Northwestern University

Los kilonones se forman cuando dos objetos cósmicos densos chocan, como estrellas de neutrones y agujeros negros. El proceso de fusión empuja una tonelada de material subatómico al espacio, incluida la generación de un destello de rayos gamma. Fong dice que puedes pensar en ello como un batido en una licuadora que olvidaste poner la tapa y material “rico en neutrones” se filtró al espacio.

El modelo del equipo sugiere que la creación de una magnetar, un tipo de estrella de neutrones altamente magnetizada, pudo haber desbordado el evento kilonove, que es mucho más claro de lo que predijeron los astrónomos.

“Si esto se confirma, sería la primera vez que presenciamos el nacimiento de una magnetar a partir de un par de estrellas de neutrones”, dice Fong.

Sin embargo, se necesita hacer algo de trabajo. Continuar observando GRB 200522A con radiotelescopios ayudará a determinar más claramente qué sucedió exactamente alrededor del estallido de rayos gamma. Las ondas de radio de la acción deberían poder confirmar lo que se vio en las longitudes de onda infrarrojas, pero el tiempo que tarden estas ondas en llegar a la Tierra depende del entorno alrededor de GRB 200522A. El modelo sugiere que podría tomar alrededor de seis años capturar tal señal, y Fong dice que el equipo monitoreará las emisiones de radio en los próximos años.

Los magnetares han sido durante mucho tiempo cuerpos cósmicos misteriosos, pero la semana pasada los astrónomos comenzaron a arrojar luz sobre las escurridizas estrellas muertas. La semana pasada, Un equipo de astrofísicos ha anunciado el descubrimiento de una rápida explosión de radio (FRB) de un magnetar dentro de la Vía Láctea.. Un descubrimiento significativo sugiere que los magnetares a veces pueden generar estas misteriosas señales de radio, incluso si el jurado está más allá de si pueden generar todos los FRB. GRB 200522A puede brindar la oportunidad de volver a probar esta hipótesis.

“Si pudiéramos conectar el FRB a la ubicación de GRB 200522A, sería un descubrimiento asombroso, y realmente sería un arma humeante que vincule este evento en particular con el magnetar”, dice Fong. Sin embargo, advierte que sería sorprendente si hubiera una conexión entre los breves destellos de radiación gamma y el FRB.

Sin embargo, los estallidos de rayos gamma plantean constantemente nuevos secretos y acertijos cósmicos que deben resolverse. “He estado estudiando el mismo tipo de explosión durante diez años, y los destellos cortos de rayos gamma todavía pueden sorprenderme y asombrarme”, señala Fong.

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