Un total de 42 científicos liderados por astrónomos del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) han colaborado en el estudio de un objeto ciertamente peculiar designado como SWIFT J195509+261406. La Universidad de Jaén ha participado en este trabajo a través de la profesora del Área de Astronomía y Astrofísica, Dolores Pérez Ramírez, quien ha liderado el trabajo relativo al tratamiento y análisis de los datos procedentes de los observatorios espaciales SWIFT (NASA) y XMM-Newton (ESA) durante una reciente estancia en la Universidad de Leicester (Reino Unido) subvencionada por el programa “José Castillejo” del MEC.
SWIFT J195509+261406 se puede calificar ciertamente como un extraño objeto que engañó inicialmente a sus descubridores. Apareció como un estallido de rayos gamma posible producto de la muerte de una estrella en una galaxia muy distante y llegó a clasificarse como tal. Después se comprobó que no sólo se hallaba mucho más cercana a nosotros de lo estimado en principio, sino que además mostraba un comportamiento único: tras la emisión en rayos gamma, y en apenas tres días, experimentó un total de cuarenta erupciones que se observaron en el óptico y, once días después, una pequeña erupción visible en el infrarrojo. Tras estas erupciones desapareció.
“Estamos ante un objeto en estado de hibernación e inactivo durante años para después entrar en actividad durante unos pocos días”, explica Alberto J. Castro-Tirado, científico del IAA que figura como primer autor del artículo de Nature donde se publican los resultados. “De ahí la dificultad de estudiar este objeto, que muy probablemente sea un magnetar en nuestra propia Galaxia, en virtud de nuestras observaciones multirrango (desde radio hasta rayos-X) y de las propiedades estadísticas de las fulguraciones ópticas observadas. Los magnetares son estrellas de neutrones jóvenes con un campo magnético ultra intenso, que pueden permanecer inactivas durante décadas de modo que es posible que aún siendo muy abundantes, apenas se conozcan una docena en ellas en la Vía Láctea”, asegura.
La profesora de la UJA que ha participado en este trabajo, Dolores Pérez Ramírez, afirma por su parte que “el observatorio espacial SWIFT (NASA) ha revelado de manera crucial la existencia de este objeto, proporcionando una alerta con tal prontitud que ha posibilitado el llevar a cabo un seguimiento completo desde Tierra permitiendo así elaborar el cuadro evolutivo de SWIFT J195509+261406”.
Hasta ahora, faltaban miembros en la familia de las estrellas de neutrones, también llamadas púlsares: en el extremo más energético se encuentran los magnetares, objetos jóvenes que se detectan por sus intensas y fugaces emisiones en rayos gamma en algunos casos. En el otro extremo se hallan las estrellas de neutrones aisladas, objetos muy débiles y viejos que emiten en radio. Aunque algunos científicos ya habían apuntado a una posible evolución de los magnetares hacia una vejez tranquila y débil, nunca antes se había detectado un objeto que pudiera encajar entre ambos estadios y que pudieran probar dicha evolución. El insólito comportamiento de SWIFT J195509+261406, con sus fugaces erupciones en el óptico, lo convierte en el candidato ideal.
Para la consecución de este estudio se han utilizado datos de ocho telescopios diseminados por todo el planeta, desde el robótico BOOTES-2 en la La Mayora (EELM-CSIC) y el del Observatorio de Sierra Nevada (IAA-CSIC) hasta los gigantes BTA en Rusia y el VLT del ESO en Chile, además de los radiotelescopios del IRAM en el Pico Veleta y Los Alpes. Así mismo y como se ha señalado anteriormente, los observatorios espaciales SWIFT (NASA) y XMM-Newton (ESA) han revelado la existencia de este objeto.
“TERREMOTOS” EN ESTRELLAS DE NEUTRONES PECULIARES
Las estrellas de neutrones constituyen el núcleo desnudo de una estrella muy masiva –de entre 8 y 15 veces la masa del Sol–, tras la expulsión de su envoltura en una explosión de supernova. Incapaz de producir energía, el núcleo se contrae hasta que toda la materia se encuentra disociada en los componentes más simples (protones, neutrones y electrones) y la acción de los neutrones estabiliza la estrella; así se obtiene una estructura formada por una corteza sólida y muy densa y un interior fluido formado en su mayoría por neutrones.
Con un tamaño de unos pocos kilómetros, estos objetos, una vez formados, se caracterizan por poseer un campo magnético muy potente, una rotación rápida –hasta sesenta veces por segundo–, y generar una radiación continúa de energía, lo que provoca que la rotación de la corteza se vaya ralentizando. Los magnetares son estrellas de neutrones con un campo magnético cientos de veces superior a la media. El campo magnético se mide en Gauss. El campo magnético terrestre es de aproximadamente 0,5 Gauss y las regiones más magnéticas del Sol alcanzan unos 4.000 Gauss. En el caso de un magnetar éste puede alcanzar hasta mil billones de Gauss y en una de sus erupciones puede emitir tanta energía como el Sol a lo largo de diez mil años.
Tras el hallazgo del primer magnetar en 1979 se propuso la siguiente explicación para su fugaz y violenta actividad: con un campo magnético mil veces superior al de la mayoría de los púlsares normales y una altísima velocidad de rotación, las líneas del campo magnético se deberían mover a través de la rígida corteza de la estrella que se deformaría y, eventualmente, se agrietaría en un poderoso “terremoto estelar”. Como consecuencia, se podría crear una nube de partículas y un destello de rayos gamma o bien, de manera menos frecuente, se podría producir una desestabilización del campo magnético y una reorganización a gran escala, origen de las ráfagas más violentas.
¿EL ESLABÓN PERDIDO?
Hasta la fecha, los magnetares mostraban su existencia a través de dos vías, cada una con nombre propio: las “Fuentes Repetitivas de Rayos Gamma Suaves” (SGR, de su nombre en inglés) que emiten fugaces estallidos en rayos gamma, y los llamados “Púlsares anómalos de rayos X” (AXPs) que parecen poseen una fuente de energía distinta a la del resto de púlsares y, que aunque mantienen semejanzas con los SGRs, no presentan destellos tan violentos. De confirmarse en un futuro SWIFT J195509+261406 como magnetar, sería una nueva manifestación de la actividad de estos objetos con origen en la magnetosfera de la estrella de neutrones. No obstante, los investigadores han dejado la puerta abierta a una segunda posibilidad: una binaria de rayos-X ultracompacta en la que una estrella de neutrones y una estrella compañera de mucha menos masa que el Sol orbitan una alrededor de la otra en no más de 1 o 2 horas.
El grupo investigador cree necesaria una observación detallada tanto en rayos X como en el óptico de J195509+261406 para esclarecer definitivamente su naturaleza y comprobar si se trata de un pariente algo menos joven que los SGRs y los AXPs y, por lo tanto, el eslabón que los une con las estrellas de neutrones aisladas. Habrá que esperar años hasta que se produzca un nuevo periodo de actividad.
Los miembros del grupo investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía son Alberto J.Castro-Tirado, Antonio de Ugarte, Javier Gorosabel, Martin Jelínek, Martín Guerrero, Francisco J. Aceituno, R. Cunniffe, P. Kubánek y S. Vítek. También han participado Dolores Pérez Ramírez de la Universidad de Jaén, investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias, de la Universidad de Valencia, del Centro Europeo de Astrofísica Espacial en Villafranca del Castillo, del Instituto de RadioAstronomía Milimétrica en Granada y del Instituto Nacional de Técnica Aerospacial en Torrejón de Ardoz.
