Una nueva investigación está ayudando a explicar una de las grandes preguntas que ha dejado perplejos a los astrofísicos durante los últimos 30 años:qué causa el brillo cambiante de las estrellas distantes llamadas magnetares.

Los magnetares se formaron a partir de explosiones estelares o supernovas y tienen campos magnéticos extremadamente fuertes. estimado en alrededor de 100 millones, millones de veces mayor que el campo magnético que se encuentra en la tierra.

El campo magnético de cada magnetar genera calor intenso y rayos X. Es tan fuerte que afecta las propiedades físicas de la materia, más notablemente la forma en que el calor se conduce a través de la corteza de la estrella y a través de su superficie, creando las variaciones de brillo que han desconcertado a los astrofísicos y astrónomos.

Un equipo de científicos, dirigido por el Dr. Andrei Igoshev de la Universidad de Leeds, ha desarrollado un modelo matemático que simula la forma en que el campo magnético interrumpe la comprensión convencional de la distribución uniforme del calor, lo que da como resultado regiones más cálidas y más frías donde puede haber un diferencia de temperatura de un millón de grados Celsius.

Esas regiones más calientes y más frías emiten rayos X de diferente intensidad, y es esa variación en la intensidad de los rayos X la que se observa como cambio de brillo en los telescopios espaciales.

Los hallazgos, "fuertes campos magnéticos toroidales requeridos por la emisión de rayos X en reposo de magnetares", se han publicado hoy en la revista. Astronomía de la naturaleza . La investigación fue financiada por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC).

Dr. Igoshev, de la Escuela de Matemáticas de Leeds, dijo:"Vemos este patrón constante de regiones frías y calientes. Nuestro modelo, basado en la física de los campos magnéticos y la física del calor, predice el tamaño, ubicación y temperatura de estas regiones y, al hacerlo, ayuda a explicar los datos capturados por los telescopios satelitales durante varias décadas y que ha dejado a los astrónomos rascándose la cabeza en cuanto a por qué el brillo de los magnetares parecía variar. Nuestra investigación implicó la formulación de ecuaciones matemáticas que describen cómo se comportaría la física de los campos magnéticos y la distribución del calor en las condiciones extremas que existen en estas estrellas. Formular esas ecuaciones tomó tiempo, pero fue sencillo. El gran desafío fue escribir el código de computadora para resolver las ecuaciones, eso tomó más de tres años ".

Una vez que se escribió el código, luego se necesitó una supercomputadora para resolver las ecuaciones, permitiendo a los científicos desarrollar su modelo predictivo.

El equipo utilizó las instalaciones de supercomputación DiRAC financiadas por STFC en la Universidad de Leicester.

El Dr. Igoshev dijo que una vez que se desarrolló el modelo, sus predicciones se contrastaron con los datos recopilados por observatorios espaciales. El modelo fue correcto en diez de los 19 casos.

Los magnetares estudiados como parte de la investigación se encuentran en la Vía Láctea y típicamente a 15 mil años luz de distancia.