Indicios firmes de que el vacío del espacio puede ser alterado mediante campos magnéticos muy potentes
CIENCIAS EXACTAS: FÍSICA / ASTROFÍSICA.
Unas observaciones realizadas por un satélite astronómico han revelado una desconcertante anomalía que solo puede explicarse con una atrevida teoría según la cual el vacío del espacio puede ser alterado mediante campos magnéticos muy potentes.
Recreación artística del magnetar 1E 1547.0-5408. Las curvas azules que emanan de los dos polos magnéticos de la estrella representan las líneas del campo magnético. El magnetar es un importante emisor de ondas de radio y rayos X, cuyos picos se desplazan durante su período de rotación de 2,1 segundos. Esto indica que el emisor primario de rayos X es un "punto caliente" secundario desplazado del eje magnético. Estos emisores se representan como secciones cónicas: la emisión de radio, de color azul claro, alcanza su máximo en el eje de simetría del campo magnético, mientras que la emisión de rayos X, de color azul oscuro, alcanza su máximo por debajo. Los conos de emisión superior e inferior muestran grados de polarización de rayos X del 40% y el 80%, respectivamente. Estos altos valores, junto con variaciones suaves y coherentes en la polarización a lo largo del período de rotación, proporcionan la señal más clara hasta la fecha de birrefringencia del vacío. Ilustración: NASA / Pablo Garcia.
Las estrellas de neutrones son los núcleos compactados de estrellas masivas que han sufrido una explosión de tipo supernova en la que el resto de la estrella ha sido dispersada por el espacio. Las estrellas de neutrones, más densas que una estrella enana blanca pero menos que un agujero negro, poseen más masa que el Sol y durante su compactación se comprimen hasta alcanzar el tamaño de una ciudad, lo que las convierte en laboratorios naturales para el estudio de diversas cuestiones de física extrema.
Los magnetares son una clase especial de estrellas de neutrones con campos magnéticos ultrafuertes, más potentes de los de cualquier clase de cuerpo celeste en el universo observable, aproximadamente un billón de veces más fuertes que el del imán permanente más potente construido en la Tierra.
Unos científicos, mediante el satélite astronómico IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) de la NASA, llevaron a cabo más de 140 horas de observaciones del magnetar 1E 1547-5408 entre marzo y abril de 2025, conjuntamente con el radiotelescopio Parkes de la CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), emplazado en Australia, y el NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) de la NASA, un telescopio de rayos X instalado a bordo de la Estación Espacial Internacional que vigila continuamente el cielo en busca de estallidos de rayos X que puedan indicar actividad de estrellas de neutrones, agujeros negros y otros fenómenos gravitatorios extremos.
Esta es la primera medición coordinada que se hace de polarización de ondas de radio y rayos X de un magnetar.
El equipo de investigación lo encabeza Rachael E. Stewart, de la Universidad George Washington en Washington DC, Estados Unidos.
1E 1547-5408, con un periodo de rotación de 2 segundos, es un peculiar magnetar que emite, constantemente y con gran brillo, rayos X y ondas de radio, por razones que todavía se desconocen.
El IXPE está especializado en medir la polarización de los rayos X provenientes de algunos de los objetos astronómicos más enigmáticos del universo, o del entorno cercano de estos, incluyendo estrellas de neutrones.
El análisis de las observaciones efectuado por Stewart y sus colegas mostró que la polarización (la orientación y el nivel de alineación) de los fotones entrantes es casi tres veces mayor que la observada en fuentes similares. Este alto nivel de polarización resulta insólito, ya que la geometría de los campos magnéticos del magnetar sugiere que los valores de las mediciones deberían ser cercanos a cero en ciertos puntos de la estrella. Los modelos estándar de emisión superficial tampoco explican este gran valor, lo que indica que otro efecto debe estar aumentando la polarización.
Aquí entra la birrefringencia del vacío, un fenómeno descrito en una teoría de 90 años en el ámbito de la electrodinámica cuántica. Propuesta por primera vez en 1936, la teoría sugiere que el vacío del espacio puede ser alterado por campos magnéticos extremos, mucho más potentes que el más fuerte generable en la Tierra mediante tecnología humana. Con la acción de tales campos magnéticos colosales, el vacío se comporta como una lente o un prisma, filtrando la luz según la dirección en la que viaja, aumentando así su polarización total. La capacidad del IXPE para medir la polarización de rayos X ha resultado decisiva para poner a prueba esta teoría.
El equipo de investigación cree que la birrefringencia del vacío es la causa de la anomalía detectada en el magnetar.
Mediante nuevas observaciones que el IXPE haga de esta fuente y de otros magnetares, será posible confirmar más allá de toda duda el fenómeno ahora vislumbrado y quizás revelar otros efectos exóticos de la electrodinámica cuántica.
El estudio se titula “Vacuum birefringence and the polarized X-ray emission from a radio magnetar”. Y se ha publicado en la revista académica Nature.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings