Algunas GRB están originadas por magnetares, estrellas de neutrones alimentadas por los campos magnéticos más intensos del universo que pueden contener medio millón de veces la masa de la Tierra en un diámetro de 20 kilómetros. Apenas se conocen unos treinta.
Un equipo de científicos encabezado por el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) ha estudiado una de estas erupciones en detalle y ha logrado medir las oscilaciones, o pulsos, en su brillo durante los instantes de mayor energía.
Esta información, que se publica hoy en la revista Nature, es crucial para comprender las todavía enigmáticas llamaradas gigantes de los magnetares.
"Incluso en un estado inactivo, los magnetares pueden ser cien mil veces más luminosos que nuestro Sol", apunta Alberto J. Castro-Tirado, investigador del IAA y de la Universidad de Málaga, que encabeza el trabajo.
En el caso del destello estudiado, GRB200415, que se produjo el 15 de abril de 2020 y duró en torno a una décima de segundo, la energía que se liberó equivale a la que irradiaría nuestro Sol en cien mil años.
"Las observaciones revelaron múltiples pulsos, con un primer pulso que apareció solo alrededor de decenas de microsegundos, mucho más veloz que otros fenómenos transitorios extremos", apunta Castro-Tirado.
Se cree que las erupciones en los magnetares pueden deberse a inestabilidades en su magnetosfera o a una especie de terremotos producidos en su corteza, una capa de carácter rígido y elástico de alrededor de un kilómetro de espesor.
"Independientemente del desencadenante, en la magnetosfera de la estrella se crearán un tipo de ondas, las ondas de Alfvén, que son bien conocidas en el Sol y que, mientras rebotan hacia adelante y hacia atrás, interactúan entre sí disipando energía", explica el investigador.
Las oscilaciones detectadas en la erupción son consistentes con la emisión que produce la interacción entre las ondas de Alfvén, cuya energía es rápidamente absorbida por la corteza.
Así, en unos pocos milisegundos termina el proceso de reconexión magnética y, por lo tanto, también los pulsos detectados en GRB200415, que desaparecieron a los 3.5 milisegundos después del estallido principal.
El análisis del fenómeno ha permitido estimar que el volumen de la llamarada fue similar o incluso mayor al de la propia estrella de neutrones.
La erupción fue detectada por el instrumento ASIM de la Agencia Espacial Europea (ESA) -a bordo de la Estación Espacial Internacional-, que fue el único capaz de registrar la fase principal de la erupción en su rango completo de energía sin sufrir saturaciones.
El equipo científico dedicó más de un año a analizar "un segundo de datos", comenta Javier Pascual, investigador del IAA y coautor del trabajo.
"La detección de oscilaciones cuasiperiódicas en GRB200415 ha sido todo un reto" principalmente por la brevedad de la señal, añade María del Carmen Sánchez-Gil, de la Universidad de Cádiz y coautora del estudio.
El logro ha sido posible gracias a las sofisticadas técnicas de análisis de datos aplicadas por el equipo científico pero también "a la excelente calidad de los datos proporcionados por el instrumento ASIM", añade Victor Reglero, de la Universidad de Valencia y responsable de ASIM.
Estas llamaradas se habían detectado en dos de los treinta magnetares conocidos en nuestra galaxia, la Vía Láctea, pero también en otros dos en galaxias lejanas.
GRB2001415 sería la erupción en un magnetar más distante captada hasta la fecha, al hallarse en el grupo de galaxias Sculptor a unos trece millones de años luz.
Su estudio ha sido crucial para comprender cómo se producen las tensiones magnéticas dentro y alrededor de una estrella de neutrones.
"El monitoreo de magnetares en galaxias cercanas ayudará a comprender este fenómeno, y también allanará el camino para aprender más sobre las ráfagas de radio rápidas, a día de hoy uno de los fenómenos más enigmáticos de la astronomía", concluye Michael Gabler, investigador de la Universidad de Valencia y coautor del trabajo.