Un hallazgo revolucionario resuelve un misterio astronómico de hace 25 años: cómo las supernovas forjan los campos magnéticos más extremos del universo
Descubren cómo las supernovas crean magnetares con intensos campos magnéticos ocultos, resolviendo un misterio de 25 años sobre su formación.
Simulación artística de un campo magnético y recreación científica. Fuente: ChatGPT + Nature Astronomy
Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
Creado: 9.02.2025
Las estrellas de neutrones son algunos de los objetos más exóticos y extremos del universo. Entre ellas, el magnétar destaca por sus descomunales campos magnéticos, capaces de generar intensas emisiones de rayos X y fenómenos astrofísicos aún no completamente comprendidos. Durante décadas, los científicos han intentado explicar cómo se forman estos campos magnéticos y por qué algunos magnetares tienen una intensidad menor de la esperada, pero con características similares a los más poderosos.
Ahora, un equipo de investigadores ha resuelto una parte clave de este enigma. Un estudio publicado en Nature Astronomy ha confirmado, mediante simulaciones numéricas, que los campos magnéticos de las también llamadas magnetoestrellas de baja intensidad se generan por un mecanismo denominado "dínamo Tayler-Spruit", activado por el material que vuelve a caer sobre la estrella de neutrones tras una explosión de supernova. Este hallazgo no solo explica un misterio pendiente desde hace 25 años, sino que también abre nuevas perspectivas sobre la evolución de estos objetos extremos.
El papel de las supernovas en la creación de magnetares
Cuando una estrella masiva agota su combustible, colapsa en una espectacular explosión de supernova, dejando tras de sí una estrella de neutrones. En este proceso, la mayor parte de la materia es expulsada al espacio, pero una fracción del material cae de nuevo sobre la estrella recién formada en lo que se conoce como "fallback" (un término en inglés que no tiene una traducción exacta al español, pero que se refiere a la caída de material estelar que no logra escapar del todo tras la explosión).
Este material adicional hace que la estrella de neutrones gire más rápido, y según el estudio, este giro acelerado es clave para generar un campo magnético intenso mediante la dínamo Tayler-Spruit. Como explican los autores del paper, “los magnetares de baja intensidad pueden producirse como resultado de un dínamo Tayler-Spruit dentro de una protoestrella de neutrones”.
Hasta ahora, se pensaba que los magnetares adquirían sus intensos campos magnéticos al formarse, pero este descubrimiento demuestra que su evolución posterior también juega un papel fundamental.
Así comienza la historia de un magnétar: líneas de campo magnético dentro de la corteza de una estrella de neutrones en los primeros instantes de su evolución, según simulaciones magnetotérmicas. Fuente: Nature Astronomy
¿Qué es el dínamo Tayler-Spruit y por qué es tan importante?
Los campos magnéticos de las estrellas de neutrones pueden formarse por diferentes mecanismos. Uno de ellos es la dínamo Tayler-Spruit, que se activa cuando la rotación diferencial dentro de la estrella induce inestabilidades en el campo magnético. Estas inestabilidades reorganizan la estructura interna del campo y pueden generar configuraciones extremadamente complejas y duraderas.
El nuevo estudio es el primero en demostrar mediante simulaciones que este mecanismo puede explicar la existencia de los magnetares de baja intensidad, que tienen campos dipolares entre 10¹² y 10¹³ Gauss—mucho más débiles que los magnetares clásicos, pero con características similares. Como señala la investigación, “estos hallazgos sugieren que el canal de formación de los magnetares de baja intensidad es distinto al de los magnetares clásicos”.
En términos simples, esto significa que no todos los magnetares se originan de la misma manera. Algunos desarrollan su campo magnético a partir del colapso inicial, mientras que otros lo generan gracias a procesos internos que ocurren después de su formación.
El magnetismo moldea la superficie: distribución de temperatura y estructura del campo magnético externo de un magnétar tras 200.000 años de evolución. Fuente: Nature Astronomy
Las sorprendentes propiedades de los magnetares de baja intensidad
Uno de los aspectos más llamativos del descubrimiento es que estos magnetares, a pesar de tener un campo magnético global más débil, presentan pequeñas regiones con campos mucho más intensos, hasta 100 veces superiores al valor dipolar medido externamente. Esto podría explicar por qué emiten ráfagas de rayos X similares a las de los magnetares más potentes.
Observaciones recientes de magnetares como SGR 0418+5729 y Swift J1882.3-1606 han mostrado que su actividad en rayos X no se corresponde con sus campos magnéticos externos, lo que sugiere la existencia de estructuras internas más intensas. En palabras del estudio, “las observaciones en rayos X muestran que en dos casos, los magnetares de baja intensidad tienen campos magnéticos a pequeña escala 10-100 veces más fuertes que sus campos dipolares”.
Esto tiene implicaciones importantes para nuestra comprensión de estos objetos, ya que indica que su actividad energética no depende únicamente del campo dipolar medido externamente, sino también de la distribución interna de sus líneas de campo magnético.
La huella térmica de un magnétar: distribución de temperatura en la superficie de la estrella tras 200.000 años de evolución, mostrando variaciones que reflejan la estructura del campo magnético subyacente. Fuente: Nature Astronomy
Un paso adelante en la astrofísica de estrellas de neutrones
Este hallazgo tiene consecuencias profundas para la astrofísica de alta energía. Los magnetares están asociados con algunos de los eventos más energéticos del universo, como las explosiones de supernovas superluminosas y los estallidos de rayos gamma de larga duración. Comprender cómo se generan sus campos magnéticos es clave para interpretar estos fenómenos.
Por otra parte, el estudio abre nuevas líneas de investigación. El equipo de científicos planea realizar simulaciones más detalladas para explorar cómo la dínamo Tayler-Spruit podría influir en la evolución a largo plazo de los magnetares. También se espera que futuras observaciones en rayos X permitan confirmar directamente la presencia de estos intensos campos magnéticos internos.
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Referencias
Igoshev, A., Barrère, P., Raynaud, R., Guilet, J., Wood, T., & Hollerbach, R. (2025). A connection between proto-neutron-star Tayler–Spruit dynamos and low-field magnetars. Nature Astronomy. https://doi.org/10.1038/s41550-025-02477-y.
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