Un destello de rayos X récord podría revelar el nacimiento de un magnetar

Los astrónomos han dependido durante mucho tiempo de breves ráfagas de rayos gamma para identificar colisiones entre estrellas de neutrones, las cuales pueden desaparecer en menos de dos segundos. Sin embargo, investigaciones recientes sugirieron que algunas fusiones de estrellas de neutrones también podrían generar destellos de rayos X visibles durante varios minutos.

Un estudio publicado en Science Bulletin presentó evidencia sólida de esta conexión. Los hallazgos plantearon la posibilidad de que ciertos destellos cósmicos, cuya fuente ha sido difícil de explicar, podrían originarse de fusiones de estrellas de neutrones.

Desde el lanzamiento del satélite Einstein Probe en enero de 2024, los astrónomos han detectado cientos de brillantes destellos de rayos X provenientes de galaxias distantes. Estos eventos, conocidos como transitorios de rayos X rápidos, tienen múltiples posibles orígenes. Algunos se han relacionado con la muerte de estrellas masivas, mientras que otros permanecen sin explicación.

Determinar sus causas puede ser complicado, ya que los astrónomos a menudo no conocen la distancia a la que ocurrieron los eventos ni la cantidad de energía que liberaron.

Un posible nacimiento de magnetar

Investigadores del grupo de la profesora Eleonora Troja, apoyados por una subvención del Consejo Europeo de Investigación (ERC), obtuvieron observaciones que ayudaron a identificar la fuente de uno de estos transitorios de rayos X.

Tras recibir una alerta del satélite Einstein Probe, el equipo organizó rápidamente observaciones de seguimiento utilizando varios instrumentos, incluyendo el Telescopio Muy Grande (VLT) del Observatorio Europeo del Sur y el Very Large Array. Al estudiar lo que quedó tras la explosión, los investigadores concluyeron que podrían haber presenciado la formación de un magnetar, resultado de la colisión de dos estrellas de neutrones.

Las estrellas de neutrones son remanentes estelares extremadamente densos que quedan tras la muerte de estrellas masivas. Cuando dos estrellas de neutrones colisionan, generan ondas gravitacionales que viajan a través del espacio. La luz producida durante estos eventos puede ayudar a los astrónomos a determinar qué sobrevive a la colisión.

Los breves estallidos de rayos gamma han sido tradicionalmente la principal señal electromagnética asociada con las fusiones de estrellas de neutrones.

"Sin embargo, si el remanente de la colisión es un magnetar, podría seguir emitiendo destellos durante más tiempo", comentó la profesora Troja, quien forma parte de la colaboración europea del Einstein Probe y es coautora del artículo. "Los magnetars son estrellas de neutrones que giran rápidamente y tienen enormes campos magnéticos. Cuando disipan su energía magnética en el entorno, pueden hacer que cualquier explosión sea más brillante y duradera. Cuando vi los datos de rayos X de este nuevo evento, me di cuenta de que algo inusual estaba ocurriendo".

Un destello de rayos X récord

El evento, designado como EP250704a/GRB 250704B, fue detectado el 4 de julio de 2025 por los satélites SVOM, Insight-HXMT y Einstein Probe.

Su estallido de rayos gamma duró solo alrededor de medio segundo. En contraste, el Einstein Probe registró una brillante emisión de rayos X durante casi diez minutos.

"Este es el destello de rayos X más duradero jamás observado de una fusión de estrellas de neutrones", afirmó el estudiante de posgrado Niccolò Passaleva, quien lideró las observaciones de seguimiento utilizando el VLT en Chile. "Es una oportunidad para tener un asiento de primera fila ante las fuerzas más extremas del Universo y descubrir más de sus secretos".

Los investigadores habían pasado varios años buscando una conexión sólida entre los transitorios de rayos X rápidos y las fusiones de estrellas de neutrones. Los candidatos anteriores se desvanecieron demasiado rápido para proporcionar pruebas suficientes.

Esta vez, Passaleva respondió en minutos, permitiendo que las observaciones comenzaran mientras el evento aún era lo suficientemente brillante como para estudiarlo en detalle.

"Estaba viajando en tren", recuerda Passaleva, "y de repente me vi corriendo contra el tiempo para utilizar uno de los telescopios más grandes del mundo desde mi computadora portátil".

Midiendo un destello desde más de 6 mil millones de años

Utilizando el instrumento X-Shooter del VLT, Passaleva y sus colegas descomponían la luz del evento en sus componentes individuales. Identificaron patrones de absorción distintos que les permitieron medir su corrimiento al rojo, lo que revela la distancia a la que se encuentra la fuente.

El equipo midió un corrimiento al rojo de z=0.6610. Esto mostró que la explosión ocurrió mucho antes de que nuestro Sol y sus planetas se formaran. Su luz viajó durante más de seis mil millones de años antes de llegar a la Tierra.

Los investigadores luego buscaron otra pista importante.

Utilizando observaciones profundas del instrumento FORS2 del VLT, buscaron una supernova brillante. Normalmente se esperaría una supernova si un destello de rayos X duradero hubiera sido producido por el colapso de una estrella masiva.

No apareció ninguna supernova.

En conjunto, la distancia medida, la ausencia de una supernova y las propiedades del estallido proporcionaron pruebas sólidas de que el evento provenía de una fusión de estrellas de neutrones.

Una nueva forma de encontrar fusiones de estrellas de neutrones

Si se encuentran más eventos como este, los astrónomos podrían determinar con qué frecuencia las fusiones de estrellas de neutrones producen magnetars.

"Encontrar más de estos destellos de rayos X podría ayudar a revelar con qué frecuencia las fusiones de estrellas de neutrones crean magnetars", concluyó Passaleva. "Estoy realmente emocionado por la próxima serie de observaciones de ondas gravitacionales, cuando finalmente podríamos emparejar uno de estos destellos de rayos X con una explosión de ondas gravitacionales de la misma fuente".

Información adicional

La investigación fue llevada a cabo por una colaboración internacional de astrónomos.

Los autores principales son: An Li (Universidad Normal de Pekín), Chen-Wei Wang (Academia China de Ciencias), Niccolò Passaleva (Universidad de Roma Tor Vergata), Jie An (Academia China de Ciencias).

Los autores correspondientes son: Binbin Zhang (Universidad de Nanjing), Eleonora Troja (Universidad de Roma Tor Vergata), Yi-Han Iris Yin (Universidad de Hong Kong), Jing-Wei Hu (Academia China de Ciencias), Hua-Li Li (Academia China de Ciencias).

Las observaciones del VLT utilizadas en este estudio se realizaron como parte del programa de gran escala 114.27LW (PI: Eleonora Troja) titulado "QUEENB: una búsqueda de fusiones de estrellas de neutrones y agujeros negros esquivas".

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