Una misión de la NASA diseñada para estudiar rayos X desde el espacio podría haber confirmado una teoría que ha perdurado durante nueve décadas. El Explorador de Polarimetría de Rayos X por Imágenes, o IXPE, ha recopilado datos que sugieren que los magnetares, las estrellas más magnéticas conocidas, se comportan exactamente como los científicos predijeron en la década de 1930. Si se confirma, sería la primera prueba directa de un concepto que ha moldeado nuestra comprensión de estos objetos extremos.
Un rompecabezas de 90 años finalmente tiene respuesta
Los magnetares son un tipo de estrella de neutrones, el núcleo colapsado de una estrella masiva que explotó como supernova. Son diminutos, de solo unas 12 millas de diámetro, pero sus campos magnéticos son tan intensos que pueden deformar átomos y distorsionar los rayos X que pasan cerca. Durante décadas, los astrofísicos han teorizado que estos campos magnéticos son tan fuertes que afectan la forma en que la luz y la materia interactúan alrededor de la estrella. Pero nadie había observado este efecto directamente.
Ahí es donde entra IXPE. Lanzado en diciembre de 2021, el observatorio espacial mide la polarización de los rayos X, que es la dirección en la que vibran las ondas de luz. Al estudiar los rayos X de un magnetar llamado 4U 0142+61, ubicado a unos 13,000 años luz de distancia en la constelación de Casiopea, la misión podría haber captado el primer vistazo de un fenómeno conocido como birrefringencia del vacío.
Lo que muestran los datos y por qué importa
La birrefringencia del vacío es un efecto cuántico predicho en 1936 por dos físicos alemanes, Werner Heisenberg y Hans Euler. Propusieron que en presencia de un campo magnético extremadamente fuerte, el espacio vacío mismo se polariza, lo que significa que puede doblar o ralentizar ligeramente la luz dependiendo de la dirección de la luz. Este efecto es increíblemente sutil y, hasta ahora, nunca se había observado en un entorno natural.
IXPE detectó que los rayos X provenientes del magnetar estaban polarizados de una manera que coincide con las predicciones de la birrefringencia del vacío. El ángulo de polarización estaba alineado con el campo magnético de la estrella, y el grado de polarización era mayor de lo que se esperaría sin el efecto. Esto es exactamente lo que predice la teoría, y es la primera vez que se ve tal señal desde un magnetar.
El equipo detrás del hallazgo, liderado por investigadores de la Universidad de Padua en Italia, publicó sus resultados en la revista Nature Astronomy. Advierten que se necesitan más observaciones para descartar otras explicaciones, pero la coincidencia es sorprendente.
Una nueva ventana al mundo cuántico
Para las personas que estudian estos objetos, el resultado es más que una simple confirmación de una idea antigua. Es una demostración de que IXPE puede ver efectos que antes se consideraban inobservables. La misión fue diseñada para estudiar la polarización de los rayos X de fuentes cósmicas, y este descubrimiento muestra que puede sondear la naturaleza misma del espacio y el tiempo cerca de los objetos más extremos del universo.
El magnetar en cuestión, 4U 0142+61, es uno de los aproximadamente 30 magnetares conocidos en nuestra galaxia. Fue descubierto en 1994 y ha sido estudiado extensamente desde entonces. Pero esta nueva observación añade una capa de detalle que antes faltaba. Muestra que el campo magnético alrededor de la estrella no es solo una característica estática, sino un actor activo en cómo viaja la luz a través de la región.
Si el resultado se mantiene, será la primera evidencia directa de que la birrefringencia del vacío existe en la naturaleza. Eso sería un hito importante para la física, confirmando una predicción hecha mucho antes de que alguien tuviera la tecnología para probarla. También abriría nuevas preguntas sobre cómo los campos magnéticos interactúan con la luz y la materia en condiciones extremas.
Por ahora, el equipo planea observaciones de seguimiento de otros magnetares para ver si el efecto es consistente. La teoría ha esperado 90 años para una posible confirmación, y podría no tener que esperar mucho más.
