En noviembre de 2023, el observatorio orbital europeo de rayos gamma Integral, con el que la ESA observa algunos de los fenómenos más violentos del Universo, detectó la repentina explosión de un extraño objeto que inmediatamente llamó la atención de los astrónomos. Durante sólo una décima de segundo, los instrumentos capturaron un breve pero intenso resplandor de rayos gamma que parecía provenir de M82, una galaxia brillante cerca de nuestra Vía Láctea. Pero no fue un destello como los demás.
Los datos fueron recibidos en el Centro de Datos Científicos de la misión en Ginebra. Y a partir de ahí, apenas 13 segundos después de la detección, se lanzó una alerta a los observatorios de todo el mundo. Al mismo tiempo, el software IBAS (Integral Burst Alert System) proporcionó una ubicación automática que coincidía con la cercana galaxia M82, «sólo» a unos 11,4 millones de años luz de la Tierra. A partir de ese momento, correspondió a los astrónomos descubrir qué había sucedido. ¿Fue un estallido común de rayos gamma o algo más raro y especial?
Una explosión ‘especial’
«Inmediatamente – explica Sandro Mereghetti, del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF-IASF) de Milán y autor principal de un artículo publicado recientemente en ‘Nature’ – nos dimos cuenta de que se trataba de una alerta especial. Los estallidos de rayos gamma provienen de lugares distantes y de cualquier punto del cielo, pero este estallido provino de una galaxia específica, cercana y brillante».
Para saber exactamente a qué se enfrentaban, el equipo pidió al telescopio espacial XMM-Newton de la ESA que realizara una observación de seguimiento de la ubicación del destello lo antes posible. Si hubiera sido un clásico estallido corto de rayos gamma, causado por la colisión de dos estrellas de neutrones, la colisión también habría creado ondas gravitacionales, y habría estado acompañada de un resplandor en rayos X y luz visible.
Pero las observaciones del XMM-Newton sólo mostraron el gas caliente y las estrellas de la galaxia. Y no se detectó ninguna fuente de rayos X u ondas gravitacionales provenientes del lugar donde se detectó el resplandor.
“Usando telescopios ópticos terrestres, incluido el Telescopio Nazionale Galileo italiano y el Observatorio francés de Alta Provenza”, continúa Mereghetti, “buscamos una señal en luz visible, comenzando apenas unas horas después de la explosión, pero nuevamente encontramos nada. Sin señal en rayos X ni luz visible, y sin ondas gravitacionales medidas por los diferentes detectores de la Tierra (LIGO/VIRGO/KAGRA), estamos seguros de que la señal procedía de un magnetar.»
Representación artística de un magnetar, los objetos cósmicos con los campos magnéticos más fuertes del Universo.
ESO
un objeto extremo
Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones, pero con un campo magnético mucho más fuerte. Una estrella de neutrones es un cadáver estelar, lo que queda cuando estrellas muy masivas, de más de ocho masas solares, explotan como supernovas. En estos casos, tras la explosión puede quedar un agujero negro, pero también una estrella de neutrones, el núcleo extraordinariamente denso de la estrella, del tamaño de una pequeña ciudad pero tan compacto que contiene más masa que el Sol. Las estrellas de neutrones giran muy rápidamente sobre sí mismas y tienen fuertes campos magnéticos. Algunas, las más jóvenes, tienen campos magnéticos extraordinariamente fuertes, más de 10.000 veces más fuertes que los de una típica estrella de neutrones, y emiten gigantescas llamaradas de energía. Esos son, precisamente, los magnetares.
Sin embargo, durante el último medio siglo de observaciones de rayos gamma sólo se han visto tres erupciones magnéticas gigantes en nuestra galaxia. Y ninguno fuera de él. En todos los casos se trata de explosiones muy fuertes: una de ellas, detectada en 2004, se produjo a 30.000 años luz de la Tierra, pero aún así fue lo suficientemente potente como para afectar las capas superiores de nuestra atmósfera. planeta de la misma manera que lo hacen las erupciones solares, que están mucho más cerca, a sólo 8 minutos luz de distancia.
Imagen del Telescopio Espacial Hubble de M82, una galaxia brillante donde se está produciendo una intensa formación estelar
NASA, ESA y el Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Primer magnetar extragaláctico
«La llamarada detectada ahora por Integral – afirma Mereghetti – es la primera confirmación de un magnetar fuera de la Vía Láctea. «Sospechamos que algunos de los otros ‘estallidos cortos de rayos gamma’ que Integral y otros satélites han observado también podrían ser llamaradas gigantes de magnetares».
El descubrimiento, entonces, es como una ‘bandera de partida’ para la búsqueda de más magnetares extragalácticos. En palabras de la investigadora de la ESA Ashley Chrimes, «si podemos encontrar muchas más, podremos empezar a comprender con qué frecuencia se producen estas erupciones y cómo estas estrellas pierden energía en el proceso».
Desafortunadamente, estos estallidos de rayos gamma son completamente impredecibles y duran tan poco (sólo unas décimas de segundo) que sólo pueden captarse por casualidad, cuando un observatorio ya apunta en la dirección correcta. Es decir, los detectores de rayos gamma deben estar siempre vigilando el cielo, y tener suerte de que en algún momento se produzca una de estas ráfagas dentro de su campo de visión. En el caso de Integral, ese campo de visión es muy grande, más de 3.000 veces mayor que el área de cielo cubierta por la Luna, por lo que tiene más posibilidades de capturar esos eventos esquivos.
M82, por su parte, es una galaxia brillante en la que abundan regiones con intensa actividad de formación estelar. Allí, dentro de estas densas nubes moleculares, nacen estrellas muy masivas, de vida corta y turbulenta y que a menudo dejan tras de sí estrellas de neutrones. El descubrimiento de un magnetar precisamente en una de estas regiones confirma que probablemente se trate de estrellas de neutrones jóvenes. La búsqueda de más magnetares continuará ahora en otras áreas de formación estelar, para comprender plenamente estos extraordinarios objetos astronómicos.