El vacío del espacio podría no estar tan vacío: una estrella magnética acaba de revelar un extraño efecto
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Un magnetar situado a miles de años luz ha permitido observar una señal que podría demostrar que los campos magnéticos extremos pueden alterar incluso el vacío del espacio.
¿Qué pasaría si el vacío del espacio no fuera realmente un vacío? Durante décadas, los físicos han sostenido que, bajo condiciones magnéticas extraordinariamente extremas, incluso el espacio aparentemente vacío puede modificar la forma en la que se comporta la luz. Ahora, una estrella muerta y comprimida hasta alcanzar el tamaño de una ciudad podría haber proporcionado la primera evidencia directa de que esta extraña predicción es real.
El protagonista de esta historia es 1E 1547.0-5408, un magnetar, uno de los objetos más extremos conocidos del universo. Estas estrellas de neutrones poseen campos magnéticos tan descomunales que pueden superar en alrededor de un billón de veces a los de los imanes más potentes fabricados en la Tierra. Al observar durante más de 140 horas la luz de este objeto, un equipo internacional de científicos ha encontrado una señal de polarización extraordinariamente elevada que encaja con una predicción de la física cuántica formulada por primera vez en 1936.
Una estrella del tamaño de una ciudad con un poder magnético inimaginable
Antes de entender el descubrimiento hay que detenerse en el protagonista. Un magnetar es un tipo especialmente extremo de estrella de neutrones: el núcleo que queda después de que una estrella masiva agota su combustible y colapsa sobre sí misma. El resultado es extraordinario. Una cantidad de materia superior a la masa del Sol puede quedar comprimida en un objeto de apenas unas decenas de kilómetros de diámetro. Es decir, una estrella que contiene más masa que nuestro Sol puede concentrarse en un espacio comparable al tamaño de una ciudad.
Los magnetares llevan esta situación al límite. Sus campos magnéticos son los más intensos conocidos en el universo observable y generan condiciones que no podemos reproducir en ningún laboratorio terrestre. Por eso, más que simples estrellas, son auténticos laboratorios naturales para estudiar cómo se comporta la materia y la luz cuando las leyes de la física se enfrentan a situaciones extremas.
Más de 140 horas mirando una estrella
Para estudiar este magnetar, los investigadores utilizaron el IXPE (Explorador de Polarimetría de Rayos X de Imagen) de la NASA, junto con el NICER (Explorador de Composición Interior de Estrellas de Neutrones), también de la NASA, y el radiotelescopio Parkes de Murriyang, perteneciente y operado por la agencia científica nacional de Australia, CSIRO.
Entre marzo y abril de 2025, el equipo acumuló más de 140 horas de observaciones. Fue un experimento especialmente relevante porque permitió coordinar por primera vez las mediciones de polarización de un magnetar tanto en rayos X como en ondas de radio. Y aquí aparece una palabra clave: polarización.
La luz está formada por fotones que pueden oscilar en diferentes direcciones. Cuando hablamos de luz polarizada, nos referimos, de forma sencilla, a que esas oscilaciones presentan una orientación preferente. Medir esa orientación permite obtener información sobre el entorno por el que ha viajado la luz y, en este caso, sobre el campo magnético de una estrella situada a miles de años luz.
Una señal demasiado intensa para las explicaciones habituales
Los resultados sorprendieron a los investigadores. La polarización observada en los rayos X era casi tres veces mayor que la registrada en fuentes similares. El resultado era especialmente inesperado porque, según la geometría del campo magnético de 1E 1547.0-5408, en determinadas posiciones de la estrella la polarización que debería observarse tendría que acercarse mucho a cero
Los modelos convencionales que describen la emisión procedente de la superficie del magnetar tampoco conseguían explicar por sí solos una señal tan elevada. En otras palabras, los científicos tenían delante una luz que parecía estar mucho más organizada de lo que las explicaciones habituales permitían esperar. Había que buscar otra pieza del rompecabezas.
Cuando el vacío empieza a comportarse como un prisma
La posible respuesta tiene un nombre tan extraño como fascinante: birrefringencia del vacío. La idea fue propuesta en 1936 dentro del marco de la electrodinámica cuántica, la teoría que describe cómo interactúan la luz y la materia a escala cuántica. Según esta predicción, cuando un campo magnético alcanza intensidades extraordinarias, el vacío deja de comportarse como el espacio completamente vacío que imaginamos.
En condiciones normales, la luz puede atravesar el vacío sin que este modifique sustancialmente su propagación. Pero cerca de un magnetar, donde los campos magnéticos son descomunales, la teoría predice que el vacío puede adquirir propiedades capaces de modificar la trayectoria y la polarización de la luz.
Una manera sencilla de imaginarlo es pensar en un prisma o una lente invisible. Al atravesar un prisma, la luz puede separarse y cambiar de comportamiento dependiendo de cómo lo atraviesa. En las proximidades de un magnetar, el propio vacío podría producir un efecto parecido sobre los fotones debido a la intensidad del campo magnético. El resultado sería una luz mucho más polarizada. Y eso es precisamente lo que parecen haber encontrado los investigadores.
Un laboratorio natural a miles de años luz
El descubrimiento también demuestra por qué las estrellas de neutrones son tan valiosas para la ciencia. No podemos fabricar en la Tierra un campo magnético comparable al de un magnetar ni comprimir una cantidad semejante de materia en un objeto de apenas unos kilómetros. Pero el universo sí puede hacerlo.
Los magnetares ofrecen así una especie de laboratorio cósmico en el que observar fenómenos que permanecen fuera del alcance de nuestros experimentos terrestres. La luz que llega desde ellos funciona como un mensajero: después de viajar por el espacio, conserva información sobre las condiciones extremas que encontró durante su recorrido.
"Este resultado realmente pone de manifiesto el poder interdisciplinar del campo de la astrofísica", explica Rachael Stewart, doctorada en la Universidad George Washington y autora principal del estudio. La investigadora destaca que observar un núcleo estelar tan lejano puede proporcionar pistas sobre algo mucho más profundo: la propia naturaleza del tejido de la realidad.
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