Una estrella se convertirá en un magnetar

Los magnetares son los imanes más potentes del universo. Estas estrellas muertas de altísima densidad, con campos magnéticos ultrafuertes, se pueden encontrar por toda nuestra galaxia, pero aún se desconoce cómo exactamente se forman. Ahora, unos astrónomos han descubierto una estrella viva que muy probablemente se convertirá en un magnetar cuando muera. Esto aporta pistas importantes sobre el origen de los magnetares.

El descubrimiento se ha hecho utilizando múltiples telescopios distribuidos por todas partes del mundo, incluyendo las instalaciones del Observatorio Europeo Austral (ESO).

Este hallazgo marca también el descubrimiento de un nuevo tipo de estrellas: las estrellas masivas muy ricas en helio y muy magnéticas.

A pesar de haber sido observada durante más de 100 años, la estrella HD 45166 ha venido siendo un misterio. Los modelos convencionales no podían explicar su naturaleza enigmática. Era muy poco lo que se sabía de esta estrella, aparte del hecho de que forma parte de una pareja de estrellas, es rica en helio y es unas pocas veces más masiva que nuestro Sol. (Aunque HD 45166 es un sistema binario, en este texto HD 45166 se refiere a la estrella rica en helio, no a ambas estrellas).

«Esta estrella se convirtió en casi una obsesión», afirma Tomer Shenar, autor principal de un estudio sobre esta exótica estrella y astrónomo de la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos). «Tomer y yo nos referimos a HD 45166 como la ‘estrella zombi'», declara al respecto Julia Bodensteiner, coautora del estudio y astrónoma del ESO. «Esto no es solo porque esta estrella sea tan única, sino también porque en broma dije que convierte a Tomer en un zombi».

Al haber estudiado antes estrellas similares ricas en helio, Shenar pensó que los campos magnéticos podrían resolver el caso. De hecho, se sabe que los campos magnéticos influyen en el comportamiento de las estrellas y podrían explicar por qué los modelos tradicionales no eran capaces de describir el comportamiento de HD 45166, que se encuentra a unos 3000 años-luz de distancia, en la constelación de Monoceros. «Recuerdo haber tenido un momento Eureka mientras leía la literatura al respecto: ‘¿Qué pasa si la estrella es magnética?'», recuerda Shenar, quien actualmente trabaja en el Centro de Astrobiología en Madrid (España).

Shenar y su equipo se propusieron estudiar la estrella utilizando múltiples instalaciones distribuidas por todo el mundo. Las principales observaciones se realizaron en febrero de 2022 utilizando un instrumento instalado en el Telescopio Canadá-Francia-Hawái que puede detectar y medir campos magnéticos. El equipo también se basó en datos clave de archivo tomados con el instrumento FEROS (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph, un espectrógrafo óptico de rango extendido a base de fibra), que se encuentra en el Observatorio de La Silla del ESO, en Chile.

Una vez realizadas las observaciones, Shenar le pidió al coautor Gregg Wade, del Real Colegio Militar de Canadá y experto en campos magnéticos de estrellas, que examinara los datos. La respuesta de Wade confirmó la corazonada de Shenar: «Bueno, amigo mío, sea lo que sea, definitivamente es magnético».

El equipo de Shenar había descubierto que la estrella tiene un campo magnético increíblemente fuerte, de 43 000 gauss. Este es el campo magnético más fuerte detectado en una estrella de las que exceden el límite de masa de Chandrasekhar, que es el límite crítico por encima del cual las estrellas pueden contraerse hasta transformarse en estrellas de neutrones. Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones.

«Toda la superficie de esta estrella de helio tiene un campo magnético unas cien mil veces más fuerte que el de la Tierra», explica Pablo Marchant, coautor del estudio y astrónomo del Instituto de Astronomía de la Universidad de Lovaina en Bélgica.

HD 45166 es una estrella que, según todos los indicios, se convertirá en un magnetar. (Recreación artística: ESO / L. Calçada. CC BY 4.0)

Esta observación marca el descubrimiento de la primera estrella de helio magnética tan masiva. Es emocionante descubrir un nuevo tipo de estrella, tal como destaca Shenar, “especialmente cuando ha estado escondido a plena vista todo el tiempo.»

El hallazgo, además, proporciona pistas sobre el origen de los magnetares, estrellas muertas compactas asociadas a campos magnéticos al menos mil millones de veces más fuertes que el de HD 45166.

Los cálculos del equipo sugieren que esta estrella terminará su vida estelar convirtiéndose en magnetar. A medida que se derrumbe sobre sí misma por efecto de su propia gravedad, su campo magnético se fortalecerá y, finalmente, la estrella se convertirá en un núcleo muy compacto con un campo magnético de alrededor de 100 billones de gauss. Habrá nacido un magnetar, el tipo de imán más poderoso del universo.

Shenar y su equipo también descubrieron que HD 45166 tiene una masa más pequeña de lo que se había calculado previamente, alrededor del doble de la masa del Sol, y que su compañera estelar orbita a una distancia mucho mayor de lo que se creía. Además, su investigación indica que HD 45166 se formó a través de la fusión de dos estrellas más pequeñas, ricas en helio.

El estudio se titula “A massive helium star with a sufficiently strong magnetic field to form a magnetar”. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: ESO. CC BY 4.0)