Una magnetar es un tipo de estrella de neutrones que se cree que tiene un campo magnético extremadamente poderoso (~10 9 a 10 11 T , ~10 13 a 10 15 G ). [1] El decaimiento del campo magnético potencia la emisión de radiación electromagnética de alta energía , particularmente rayos X y rayos gamma . [2] La teoría sobre estos objetos fue propuesta en 1992 por Robert Duncan y Christopher Thompson . [3]La teoría fue desarrollada posteriormente por Bohdan Paczyński [4] y por sus proponentes. [5] Esta teoría explicaba un estallido de rayos gamma de la Gran Nube de Magallanes que se había detectado el 5 de marzo de 1979, y otros estallidos menos brillantes dentro de nuestra galaxia. [6] [7] Durante la década siguiente, la hipótesis del magnetar se volvió ampliamente aceptada como una posible explicación para los repetidores gamma suaves (SGR) y los púlsares de rayos X anómalos (AXP). En 2020, se detectó una ráfaga de radio rápida (FRB) de un magnetar. [8] [9] [10] [11] [12] [13] [citas excesivas ]
Al igual que otras estrellas de neutrones , las magnetares tienen alrededor de 20 kilómetros (12 millas) de diámetro y una masa de aproximadamente 1,4 masas solares. Se forman por el colapso de una estrella con una masa de 10 a 25 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. [2] Las magnetares se diferencian de otras estrellas de neutrones por tener campos magnéticos aún más fuertes y por rotar más lentamente en comparación. La mayoría de los magnetares giran una vez cada dos a diez segundos, [14] mientras que las estrellas de neutrones típicas giran de una a diez veces por segundo. [15] El campo magnético de una magnetar da lugar a estallidos muy fuertes y característicos de rayos X y rayos gamma. La vida activa de una magnetar es corta en comparación con otros cuerpos celestes. Sus fuertes campos magnéticos decaen después de unos 10.000 años, después de lo cual cesan la actividad y la fuerte emisión de rayos X. Dada la cantidad de magnetares observables en la actualidad, una estimación sitúa la cantidad de magnetares inactivos en la Vía Láctea en 30 millones o más. [14]
Los terremotos de estrellas desencadenados en la superficie de la magnetar perturban el campo magnético que la rodea, lo que a menudo conduce a emisiones de destellos de rayos gamma extremadamente potentes que se registraron en la Tierra en 1979, 1998 y 2004. [16]
Los magnetares se caracterizan por sus campos magnéticos extremadamente poderosos de ~10 9 a 10 11 T . [17] Estos campos magnéticos son cien millones de veces más fuertes que cualquier imán hecho por el hombre, [18] y alrededor de un billón de veces más poderosos que el campo que rodea la Tierra . [19] La Tierra tiene un campo geomagnético de 30 a 60 microteslas, y un imán de tierras raras a base de neodimio tiene un campo de aproximadamente 1,25 tesla, con una densidad de energía magnética de 4,0 × 10 5 J/m 3 . El campo de 10 10 teslas de una magnetar , por el contrario, tiene una densidad de energía de 4,0 × 10 25 J/m3 , con una densidad de masa E/c 2 más de 10.000 veces la del plomo . El campo magnético de una magnetar sería letal incluso a una distancia de 1.000 km debido al fuerte campo magnético que distorsiona las nubes de electrones de los átomos constituyentes del sujeto, haciendo imposible la química de las formas de vida conocidas. [20] A una distancia de la mitad del camino de la Tierra a la Luna, siendo la distancia promedio entre la Tierra y la Luna de 384 400 km (238 900 millas), una magnetar podría extraer información de las bandas magnéticas de todas las tarjetas de crédito en la Tierra. [21] A partir de 2020 [actualizar], son los objetos magnéticos más poderosos detectados en todo el universo. [16] [22]
Como se describe en el artículo de portada de Scientific American de febrero de 2003 , suceden cosas notables dentro de un campo magnético de fuerza magnetar. " Los fotones de rayos X fácilmente se dividen en dos o se fusionan. El vacío mismo está polarizado, volviéndose fuertemente birrefringente , como un cristal de calcita . Los átomos se deforman en cilindros largos más delgados que la longitud de onda cuántica-relativista de De Broglie de un electrón". [6] En un campo de aproximadamente 10 5 teslas , los orbitales atómicos se deforman en forma de varilla. A 10 10 teslas, un átomo de hidrógeno , 1,06 × 10 −10m, se convierte en un huso 200 veces más estrecho que su diámetro normal. [6]