Se cree que los magnetares, las estrellas de neutrones más magnetizadas que existen, se forman a partir de núcleos estelares que giran rápidamente. Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, explota como una supernova. Si la estrella tiene una rotación lo suficientemente rápida, el núcleo que queda puede sobrevivir al cataclismo. Se espera que un remanente estelar de este tipo nazca con fuertes campos magnéticos, debido a la conservación del momento angular de la estrella durante el colapso.
"El estudio de los magnetares nos permite obtener información sobre el mecanismo de las supernovas y la física fundamental relacionada con estos objetos compactos y los entornos extremos que los rodean", dice el autor principal del estudio, el Dr. Yuichiro Sekiguchi, de Ciencias Teóricas y Matemáticas Interdisciplinarias de RIKEN (iTHEMS). "Pero el escenario de formación de estos intrigantes objetos astrofísicos sigue sin estar claro, en parte debido a la falta de evidencia de observación directa".
Las estrellas de neutrones son muy difíciles de observar. Emiten radiación en un amplio espectro de longitudes de onda, lo que los convierte en objetivos desafiantes para los telescopios diseñados para longitudes de onda específicas. Entre las diferentes bandas de longitud de onda, las ondas de radio ofrecen una herramienta prometedora para revelar las propiedades del magnetar, particularmente a través de sus pulsaciones de radio:emisiones periódicas de ondas de radio que aparecen como destellos rápidos.
El presente estudio se centró en un tipo específico de pulsación de radio conocido como "precesión libre", que se observa como pequeños cambios periódicos en los tiempos de llegada de las ondas de radio de los púlsares. "Si se detecta este fenómeno, se puede investigar directamente la velocidad de rotación y la estructura interna de la estrella de neutrones", explica Sekiguchi.
Los investigadores simularon ondas de radio procedentes de la libre precesión de magnetares nacidos en diferentes modelos de supernovas, considerando los efectos tanto de la velocidad de rotación como de la intensidad del campo magnético.
Muestran que la firma de precesión libre se vuelve más evidente en frecuencias de radio más bajas, como las observadas con el radiotelescopio Low-Frequency Array (LOFAR) en los Países Bajos. Además, la señal de radio esperada depende de la velocidad de rotación de la estrella de neutrones:las estrellas de neutrones que giran más lentamente tienden a exhibir una señal más clara en comparación con las que giran rápidamente.
Los investigadores esperan que sus hallazgos contribuyan a los esfuerzos de observación en curso utilizando LOFAR y preparen el terreno para futuras observaciones de radio. En particular, el proyecto clave LOFAR Supernova Key, en curso, tiene como objetivo revelar las propiedades de los magnetares nacidos de progenitores masivos que giran rápidamente.
"La combinación de observaciones de múltiples longitudes de onda y modelos teóricos nos acercará más a desentrañar los misterios de estos enigmáticos restos", concluye Sekiguchi.
