Un grupo de investigadores alemanes y británicos ha mostrado con una simulación por ordenador cómo llegan a tener algunas estrellas de masa grande un campo magnético especialmente intenso, y de paso han contribuido a entender mejor cómo se forman los magnetares, estrellas de neutrones con campos magnéticos extremos: llegan a tener intensidades de cien mil millones de teslas, al menos mil veces más que en una estrella de neutrones normal recién constituida, donde a su vez son muchísimo más intensos que en su estrella progenitora. Los campos más intensos generados artificialmente tienen del orden de mil teslas.
Las estrellas de neutrones son el residuo de las explosiones de supernova de estrellas de masa muy elevada. Ahí está la conexión entre los magnetares y la investigación de Fabian Schneider, de la Universidad de Heidelberg, y su equipo. Mediante una simulación por ordenador estudiaron qué ocurría cuando chocaban y se fusionaban en una dos estrellas, de ocho y nueve masas solares, respectivamente. Cuando dos estrellas así se funden en una, materia cargada eléctricamente vuela por el espacio a alta velocidad siguiendo trayectorias turbulentas. Las corrientes de cargas eléctricas, y con ellas los fuertes campos magnéticos que generan, se conservan en parte cuando las dos bolas de plasma se fusionan; más adelante, cuando la gran estrella resultante estalle, la enorme contracción que creará una estrella de neutrones, cuyo radio solo mide unos kilómetros, intensificará, enormemente también, ese campo. Pero en un magnetar, la intensidad final será todavía mayor.
La teoría que relaciona las colisiones de las estrellas con el campo magnético elevado de algunas estrellas grandes se había formulado hacía mucho. Las estrellas de masa elevada carecen de la cubierta turbulenta que le dota a la superficie del Sol de su campo magnético; sin embargo, se sabe desde hace más de 70 años que algunas (un diez por ciento) tienen un campo magnético intenso en su superficie. Parece que también un diez por ciento de esas estrellas de masa elevada son el resultado de la fusión de dos no tan grandes, así que es tentador pensar que hay una relación entre ambas cosas. Pero la dinámica de la colisión de dos estrellas es muy compleja; por eso, los ordenadores no habían podido hasta hoy reproducirla de modo detallado. El grupo germanobritánico lo ha logrado gracias a un cúmulo de ordenadores del Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg, tal y como cuentan en Nature.
Con la simulación que han efectuado, estos físicos querían en primer lugar explicar las características de Tau Scorpii, una de esas estrellas de masa grande que tienen un campo magnético intenso. Su masa es diecisiete veces la solar, de ahí la elección de las masas de las estrellas que chocan para formar su análoga en la simulación. La materia de la mayor de las dos estrellas que chocan cae en la simulación hacia la menor y forma alrededor de esta un disco de acreción. Es en él donde se intensifican los campos magnéticos.
La masa de la estrella mayor acaba agregándose a la de la menor, pero primero queda un toro que rodea a la nueva estrella; finalmente, también se incorpora a esta. La simulación reproduce los distintos parámetros físicos de la Tau Scorpii real, incluido su «rejuvenecimiento» (es más azul que las que la rodean).
La estrella de gran masa resultante de la colisión estalla finalmente al cabo de unos millones de años como una supernova; el residuo es una estrella de neutrones. Pues bien: según la simulación, el flujo del campo magnético en la parte más interior de la estrella antes de que estalle es compatible con la intensidad del campo de un magnetar.
Robert Gast
Referencia: «Stellar mergers as the origin of magnetic massive stars», de Fabian R. N. Schneider et al. en Nature, vol. 574, 10 de octubre de 2019.
