Primera medición de polarización de rayos X de una explosión de magnetar
El telescopio espacial IXPE de la NASA ha obtenido las primeras mediciones de polarización de un magnetar en erupción, ubicado a 28.000 años luz de la Tierra y denominado 1E 1841-045.
Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones joven: un remanente estelar que se forma cuando una estrella masiva llega al final de su vida y colapsa sobre sí misma, dejando tras de sí un núcleo denso con una masa similar a la del Sol, pero compactado hasta el tamaño de una ciudad
Los magnetares tienen campos magnéticos miles de veces más intensos que la mayoría de las estrellas de neutrones y albergan los campos magnéticos más intensos de cualquier objeto conocido en el universo. Las perturbaciones en sus campos magnéticos extremos pueden provocar que un magnetar libere hasta mil veces más energía de rayos X de lo normal durante varias semanas. Este estado intensificado se denomina estallido, pero los mecanismos que lo provocan aún no se comprenden bien.
Gracias a las mediciones de polarización de rayos X de IXPE, los científicos podrían acercarse a desvelar los misterios de estos eventos. La polarización aporta información sobre la orientación y la alineación de las ondas de luz de rayos X emitidas; cuanto mayor sea el grado de polarización, más sincronizadas viajan las ondas de rayos X, similar a una coreografía de danza rigurosamente coreografiada. El examen de las características de polarización de los magnetares revela pistas sobre los procesos energéticos que producen los fotones observados, así como sobre la dirección y la geometría de sus campos magnéticos.
Los resultados de IXPE, respaldados por observaciones de los telescopios NuSTAR y NICER de la NASA, muestran que las emisiones de rayos X del magnetar 1E 1841-045 se polarizan más a niveles de energía más altos, manteniendo la misma dirección de propagación.
Una contribución significativa a este alto grado de polarización proviene de la cola de rayos X duros de 1E 1841-045, un componente magnetosférico energético que domina las energías fotónicas más altas observadas por IXPE. Los "rayos X duros" se refieren a rayos X con longitudes de onda más cortas y energías más altas que los "rayos X suaves". Aunque prevalentes en magnetares, la mecánica que impulsa la producción de estos fotones de rayos X de alta energía aún se desconoce en gran medida. Se han propuesto varias teorías para explicar esta emisión, pero ahora la alta polarización asociada a estos rayos X duros proporciona más pistas sobre su origen.
Los resultados se presentan en dos artículos publicados en The Astrophysical Journal Letters, uno dirigido por Rachael Stewart, estudiante de doctorado de la Universidad George Washington, y el otro por Michela Rigoselli, del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.
"Esta observación única contribuirá al avance de los modelos existentes que buscan explicar la emisión de rayos X duros de magnetares, al exigirles que consideren el altísimo nivel de sincronización que observamos entre estos fotones de rayos X duros", afirmó Stewart en un comunicado. "Esto demuestra el poder de las mediciones de polarización para restringir la física en los entornos extremos de los magnetares".
