Miden la intensidad del campo magnético cósmico

Indicios de magnetismo débil entre galaxias pueden proporcionar información sobre el universo primitivo

Los astrónomos dicen haber detectado evidencias de cuán intensos deben ser los campos magnéticos entre galaxias. Los hallazgos ayudan a aclarar cómo surge el magnetismo en el cosmos y algún día podrían ser útiles como una sonda para comprender los procesos que tuvieron lugar enseguida del Big Bang, hace 13.700 millones de años.

El nuevo estudio, publicado en el ejemplar del 1º de abril de la revista Science, “puede ser un indicio de que hubo algún proceso fundamental en el medio intergaláctico que produjo los campos magnéticos”, dice Ellen Zweibel, una astrofísica teórica en la Universidad de Wisconsin en Madison, que no estuvo asociada con el trabajo.

Chorros de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz apuntan hacia la Tierra desde las galaxias activas clasificadas como blázares

Todas las galaxias contienen campos magnéticos. El campo de la Vía Láctea es más intenso cerca de su centro, donde su intensidad es de aproximadamente 1/20 000 la del campo magnético de la Tierra.

El espacio intergaláctico también está impregnado de campos magnéticos, pero hasta ahora los astrónomos no han sabido cuán intensos eran estos campos o cómo surgían. Una idea “de mayor a menor” es que todo el espacio quedó imbuído con un suave campo magnético poco después del Big Bang, y este campo creció en fuerza cuando las estrellas y galaxias acumularon y amplificaron su intensidad. Otra posibilidad, “de menor a mayor” en este caso, es que los campos magnéticos se formaron inicialmente por el movimiento del plasma en pequeños objetos en el universo primordial, como las estrellas, y luego se propagaron hacia fuera en el espacio.

El nuevo trabajo indica que la opción de mayor a menor es la explicación correcta y coloca un límite inferior a la intensidad de los campos.

Andrii Neronov e Ievgen Vovk, del Observatorio de Ginebra, llegaron a esta conclusión estudiando los blázares, brillantes núcleos de las galaxias activas que lanzan chorros de partículas energéticas directamente hacia la Tierra. El telescopio espacial en órbita Fermi de rayos gamma ha observado una cantidad de estos objetos, incluyendo los más brillantes que se han visto en la sección de rayos gamma del espectro electromagnético.

Pero los blázares son más que bellezas cósmicas; también aportan información sobre el espacio que han atravesado los rayos gamma en su camino hasta la Tierra. Como todas las partículas eléctricamente neutras, los fotones de rayos gamma avanzan a través del espacio vacío sin ser perturbados por los campos magnéticos. Pero ocasionalmente un rayo gamma se encontrará con otro fotón, o partícula de luz, de energía mucha menor. La colisión hace que el rayo gamma se divida en un electrón y un positrón. Debido a que estas dos partículas nuevas están cargadas eléctricamente, quedan súbitamente sujetas a ser desviadas por un campo magnético. Ellas luego se recombinan para formar de nuevo un rayo gamma, que continúa sin ser afectado, pero con una intensidad menor.

El equipo de Neronov observó los datos del Fermi buscando rayos gamma de la intensidad con que habrían llegado a la Tierra si no se hubiesen descompuesto y luego desviados por los campos magnéticos en el camino. Incluso, tras incluir los datos de los telescopios HESS de rayos gamma en Namibia, los investigadores no observaron ninguno de estos rayos.

Esta falta de detección, dice Neronov, “nos dice que los electrones y positrones fueron desviados. No hay ninguna otra cosa que pueda desviarlos aparte de un cammpo magnético”. Esto significa que debe existir un campo magnético en el espacio intergaláctico con una intensidad de al menos 10-16 el de la Tierra.

“El hecho de que hayamos colocado un límite inferior a los lejanos campos magnéticos en el espacio intergaláctico, no asociados con ninguna galaxia o cúmulo, indica que realmente hubo un proceso que actuó a escalas muy grandes por todo el universo”, dice Zweibel.

Y tal proceso habría ocurrido en el universo primitivo, no mucho después del Big Bang. “Estos campos magnéticos no podrían haberse formado recientemente y tendrían que haberse formado en el universo primordial”, dice Ruth Durrer, físico teórico de la Universidad de Ginebra.

Estudiar los antiguos campos magnéticos utilizando los rayos gamma podría aclarar los procesos que funcionaron muy temprano en el universo, dijo. En la actualidad, el mejor vislumbre del universo primordial que han tenido los astrónomos es la radiación reliquia, en longitud de onda de microondas, que impregna el firmamento como un resplandor remanente del Big Bang. Las observaciones en rayos gamma podrían resultar ser una forma alternativa de sondeo, dijo Neronov.

“Sería una nueva parte de la información cosmológica”, dijo.

Fuente: Science News. Aportado por Eduardo J. Carletti

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