Observan el nacimiento de una de las estrellas más enigmáticas del universo

En algún lugar del cosmos, a mil millones de años luz de la Tierra, una estrella murió de forma espectacular. Durante meses, su explosión brilló con una intensidad descomunal, superando con creces el resplandor de una supernova corriente. Pero lo verdaderamente extraordinario no fue solo su brillo: por primera vez, los astrónomos creen haber visto nacer el motor que alimenta algunas de las explosiones estelares más luminosas del universo.

Ese motor es un magnetar, una estrella de neutrones que desafía muchas de las leyes de la física. Tienen un diámetro de unos 20 kilómetros, pero concentran una masa comparable a la del Sol. Eso significa, básicamente, que una cucharadita de esta estrella pesaría aproximadamente lo mismo que todos los automóviles del planeta juntos.

Otra característica de este tipo de estrellas tiene que ver con su gravedad. La superficie de una estrella de neutrones tiene una gravedad entre 100.000 y 200.000 millones de veces más intensa que la de la Tierra. Si fuera posible acercarse a ella, terminaríamos aplastados hasta quedar reducidos a una lámina de átomos. Por si esto fuera poco, gira miles de veces por segundo. Pero donde estas estrellas realmente desafían la imaginación es en su campo magnético. El campo magnético terrestre es relativamente débil: unos 0,5 gauss en la superficie. Un magnetar puede alcanzar 10¹⁴ o 10¹⁵ gauss, lo que significa que su magnetismo es billones de veces más intenso que el de la Tierra.

Pues es precisamente este objeto, el que un equipo de científicos de la Universidad de Berkeley ha visto nacer. El hallazgo, descrito en la revista Nature, confirma una hipótesis propuesta hace más de una década por el astrofísico Dan Kasen: algunos de los estallidos estelares más brillantes del cosmos obtienen su energía de un magnetar recién nacido oculto en el corazón de la explosión. Esta es la historia.

Las llamadas supernovas superluminosas fueron descubiertas a comienzos de los años 2000. Desde entonces han sido un quebradero de cabeza para los astrónomos. Estas explosiones pueden brillar diez veces más que una supernova típica y, además, permanecen luminosas durante mucho más tiempo del esperado. Según los modelos clásicos, cuando el núcleo de hierro de una estrella masiva colapsa, la estrella expulsa sus capas externas y el brillo debería disminuir relativamente rápido.

Sin embargo, en estos casos el resplandor parecía alimentado por alguna fuente adicional de energía. La teoría propuesta por Kasen sugería que, tras el colapso de la estrella, el núcleo podría transformarse en una estrella de neutrones extremadamente magnetizada: un magnetar.

La característica de estas estrellas, vinculada a su velocidad de giro, sería uno de los mecanismos vinculados a esta energía extra: al girar tan rápido, el campo magnético del magnetar acelera partículas cargadas que chocan con el material expulsado por la supernova. Ese bombardeo energético podría actuar como un motor oculto que mantiene la explosión brillando durante mucho más tiempo. El problema era que hasta ahora nadie había podido observar directamente ese motor. La clave llegó con la supernova SN 2024afav, descubierta a finales de 2024 y observada por la red global de telescopios Las Cumbres.

Durante más de 200 días, los astrónomos midieron su brillo. Al principio el comportamiento parecía normal: la luminosidad alcanzó su máximo unos 50 días después de la explosión. Pero luego ocurrió algo inesperado. En lugar de disminuir suavemente, como ocurre en la mayoría de las supernovas, el brillo empezó a oscilar. Cuatro pequeñas ondulaciones aparecieron en la curva de luz de la explosión.

El astrónomo Joseph Farah, de la University of California, Santa Barbara, comparó el patrón con el sonido de un pájaro: cada oscilación era ligeramente más rápida que la anterior, produciendo un efecto similar a un trino cuya frecuencia aumenta gradualmente. Ese comportamiento era la pista que faltaba. El estudio liderado por Kasen reveló que parte del material expulsado por la explosión habría vuelto a caer hacia el magnetar recién nacido, formando un disco de acreción de gas extremadamente caliente.

Si ese disco no está perfectamente alineado con el eje de rotación del magnetar, entra en juego un fenómeno predicho por la teoría de la relatividad general de Albert Einstein: el llamado efecto Lense-Thirring. Este efecto señala que un objeto masivo que gira a altas velocidades puede arrastrar el propio tejido del espacio-tiempo a su alrededor. Ese arrastre provoca que el disco de materia empiece a bambolearse lentamente, como una peonza desalineada.

En este caso, ese movimiento haría que el disco bloquease o reflejase periódicamente parte de la luz del magnetar, produciendo una especie de faro cósmico intermitente. A medida que el material cae hacia el magnetar, el disco gira cada vez más rápido y las oscilaciones de brillo se vuelven más frecuentes. Ese patrón coincide exactamente con el “trino” observado por los telescopios. A partir de las observaciones, los astrónomos pudieron estimar algunas propiedades del objeto recién nacido. El magnetar estaría girando una vez cada 4,2 milisegundos y su campo magnético sería aproximadamente 300 billones de veces más intenso que el de la Tierra. Estas cifras encajan perfectamente con lo que se espera de un magnetar joven.