El vacío del espacio podría modificarse con campos magnéticos extremadamente potentes
Un satélite astronómico ha detectado una anomalía sorprendente, que solo puede explicarse a través de una teoría audaz: el vacío del espacio podría modificarse gracias a campos magnéticos de una intensidad extrema.
Las estrellas de neutrones son los remanentes densos de estrellas masivas que explotaron en forma de supernova, esparciendo el resto de su materia. Más compactas que una estrella enana blanca pero menos que un agujero negro, estas estrellas contienen una masa superior a la del Sol y, al comprimirse, llegan a ocupar el volumen de una ciudad. Esto las convierte en escenarios ideales para investigar fenómenos físicos de gran complejidad.
Los magnetares representan un grupo especial dentro de las estrellas de neutrones, caracterizados por poseer campos magnéticos extremadamente intensos; superan con creces la fuerza de cualquier objeto celeste conocido, alcanzando niveles hasta un billón de veces mayores que el imán más poderoso fabricado en la Tierra.
- Observaciones del magnetar 1E 1547-5408
- Polarización y birrefringencia del vacío
- Resultados e implicaciones científicas
Observaciones del magnetar 1E 1547-5408
Un grupo de científicos utilizó el satélite IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) de la NASA para observar durante más de 140 horas el magnetar denominado 1E 1547-5408 entre marzo y abril de 2025. Estas observaciones se combinaron con datos recogidos por el radiotelescopio Parkes de la CSIRO, ubicado en Australia, y el telescopio NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) de la NASA, instalado en la Estación Espacial Internacional. NICER es un instrumento que monitorea continuamente el cielo en busca de estallidos de rayos X relacionados con actividad extrema de estrellas de neutrones, agujeros negros y otros fenómenos gravitatorios excepcionales.
Este estudio representa la primera vez que se realiza una medición conjunta de polarización de ondas de radio y rayos X en un magnetar. El equipo de investigación lo lidera Rachael E. Stewart, de la Universidad George Washington, en Washington DC, Estados Unidos. El magnetar 1E 1547-5408, con un periodo de rotación de 2 segundos, emite constante y brillantemente radiación en rayos X y ondas de radio, aunque los motivos de esta emisión continua aún permanecen sin explicación clara.
Polarización y birrefringencia del vacío
El satélite IXPE está especialmente diseñado para medir la polarización de rayos X que provienen de algunos de los objetos más enigmáticos del cosmos, incluyendo estrellas de neutrones. El análisis de los datos, realizado por Stewart y su equipo, mostró que la polarización de los fotones entrantes es casi tres veces mayor que la observada en fenómenos similares. Este nivel elevado de polarización resulta inesperado, dado que la configuración del campo magnético del magnetar sugiere que los valores deberían tender a cero en ciertos puntos de la estrella. Los modelos estándar que describen la emisión en la superficie estelar tampoco alcanzan a explicar esta alta polarización, lo que implica que existe otro factor en acción.
Entra aquí en juego la birrefringencia del vacío, un efecto predicho hace 90 años en el marco de la electrodinámica cuántica, formulada por primera vez en 1936. Esta teoría postula que un vacío espacial puede alterarse bajo la influencia de campos magnéticos extraordinariamente intensos, mucho mayores que cualquier campo creado por tecnología humana. En estas condiciones, el vacío funcionaría como una especie de lente o prisma, modulando la luz según su dirección y aumentando así la polarización total observada. La capacidad del IXPE para medir rayos X polarizados ha sido crucial para poner a prueba esta hipótesis atrevida y revolucionaria.
Resultados e implicaciones científicas
En una representación artística del magnetar 1E 1547.0-5408 —con líneas azules que muestran el campo magnético emergiendo de sus polos— se ilustra su intenso brillo tanto en ondas de radio como en rayos X. Durante los 2,1 segundos que dura un ciclo de rotación, se puede observar cómo los picos de emisión se desplazan, indicando que la fuente principal de rayos X corresponde a un "punto caliente" desplazado respecto del eje magnético.
Los conos de emisión del magnetar indican polarizaciones de rayos X que alcanzan valores de hasta el 80%, un hecho notable que, junto con las variaciones suaves y constantes en la polarización durante la rotación, proporciona la evidencia más contundente hasta la fecha de la existencia de birrefringencia en el vacío.
Los investigadores consideran que la birrefringencia del vacío es la explicación más plausible para la anomalía detectada en el magnetar. Se esperan futuras observaciones del IXPE, tanto sobre este objeto como sobre otros magnetares, con el propósito de confirmar esta extraordinaria evidencia y descubrir posiblemente nuevos fenómenos exóticos relacionados con la electrodinámica cuántica.
El estudio, titulado “Vacuum birefringence and the polarized X-ray emission from a radio magnetar”, se ha publicado en la revista académica Nature. Puede consultarse la fuente original en NCYT de Amazings.