Simulación revela cómo nacen los magnetares en milisegundos

Cuando dos estrellas de neutrones chocan, el resultado habitual suele ser un agujero negro. Sin embargo, nuevas simulaciones realizadas con supercomputadoras indican que ciertos eventos de fusión pueden crear campos magnéticos de intensidad extrema en cuestión de milisegundos, dando origen a los llamados magnetares. Estos objetos constituyen una clase rara de estrellas de neutrones, caracterizadas por poseer campos magnéticos aproximadamente 1.000 veces más potentes que los de las estrellas de neutrones ordinarias.

Detalles de la simulación computacional

El equipo científico utilizó la supercomputadora FUGAKU de Japón para modelar la colisión de dos estrellas de neutrones, cada una con una masa equivalente a 1,35 veces la del Sol. La resolución espacial alcanzada fue de 6,25 metros (20,5 pies), lo que permitió rastrear la turbulencia a pequeña escala y su impacto sobre los campos magnéticos durante todo el proceso de fusión. Inicialmente, las estrellas presentaban campos magnéticos de unos 3,16 billones de gauss, valor consistente con el rango superior observado en púlsares binarios.

Durante el choque, se generaron campos que llegaron a alcanzar alrededor de 10 cuatrillones de gauss en partes del remanente, con regiones localizadas de mayor intensidad aún. Los investigadores explican que la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz, que surge cuando las dos estrellas se tocan, amplifica el campo magnético hasta una energía electromagnética de saturación esperada de ∼ 10⁵⁰ erg dentro de los 3 ms posteriores a la fusión.

Mecanismo de amplificación magnética

La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz se desarrolla cuando capas adyacentes de fluido se mueven a velocidades diferentes. En una fusión de estrellas de neutrones, las enormes diferencias en el movimiento del fluido generan turbulencias que estiran y fortalecen los campos magnéticos. Al principio, la amplificación más intensa ocurre en escalas muy pequeñas; posteriormente, el campo magnético turbulento influye en regiones progresivamente mayores de la estrella fusionada, permitiendo que la amplificación alcance escalas estelares.

Según los autores, esta inestabilidad induce una amplificación del campo magnético a escala estelar por un factor de al menos 316. En aproximadamente cinco milisegundos, el campo magnético simulado a escala estelar aumentó de 3,16 billones de gauss a alrededor de un cuatrillón de gauss, alcanzando así la fuerza propia de un magnetar. Como resumen los científicos: "Es decir, nace un magnetar".

Supervivencia y limitaciones del modelo

Aunque la simulación produjo campos de intensidad de magnetar, los investigadores advierten que las incertidumbres sobre cómo operan la turbulencia y la disipación magnética a escalas extremadamente pequeñas podrían afectar las estimaciones de amplificación. En una extrapolación hacia condiciones más realistas, el campo magnético a escala estelar podría estar sobrestimado por un factor de 10. No obstante, incluso bajo esa premisa, el campo resultante seguiría alcanzando aproximadamente 100 billones de gauss.

La estructura magnética permaneció concentrada cerca del plano ecuatorial del remanente, en lugar de formar el campo polar organizado asociado con el lanzamiento de chorros relativistas. Se requieren procesos magnéticos adicionales, particularmente la inestabilidad magnetorrotacional, para desarrollar dicha configuración. El estudio sugiere que la formación de un magnetar podría ser inevitable en las fusiones de estrellas de neutrones binarias, al menos temporalmente después de la fusión, a menos que colapse rápidamente en un agujero negro.

Las simulaciones actuales solo cubren los momentos más tempranos tras la colisión. Serán necesarios cálculos más prolongados para determinar cómo evolucionan estos campos magnéticos, si ayudan a alimentar erupciones energéticas y cuánto tiempo puede sobrevivir la estrella de neutrones resultante antes de potencialmente colapsar en un agujero negro. El trabajo, titulado "A magnetar formation in binary neutron star merger", fue publicado el 9 de junio de 2026 en arXiv por Kenta Kiuchi, Alexis Reboul-Salze, Yuichiro Sekiguchi y Masaru Shibata.