Astrónomos mapean por primera vez el campo magnético de un cúmulo de galaxias completo
Por primera vez, los científicos han reconstruido el campo magnético de un cúmulo de galaxias completo, desde su denso núcleo hasta su difuso halo exterior, revelando cómo las fuerzas invisibles moldean las estructuras más grandes del universo.
El logro provino de las observaciones de radio más profundas jamás realizadas de Abell 2255, un cúmulo a aproximadamente 1 mil millones de años luz de la Tierra, utilizando el Low Frequency Array (LOFAR) en Europa. Al recolectar 224 horas de datos de radio como parte del proyecto LOFAR Galaxy Cluster Ultra-Deep Field, el equipo creó un mapa récord que muestra cómo los campos magnéticos están tejidos a través de la extensión de un millón de años luz del cúmulo.
Por qué son importantes los campos magnéticos en el espacio
Los cúmulos de galaxias son las estructuras más masivas del universo unidas por la gravedad, ciudades inmensas de cientos o miles de galaxias inmersas en gas caliente y permeadas por campos magnéticos. Estos campos no son características pasivas. Influyen en cómo viajan los rayos cósmicos, cómo se enfría el gas y forma estrellas, y cómo la energía de los agujeros negros y las supernovas se dispersa a través del espacio intergaláctico.
Pero hasta ahora, los astrónomos solo podían inferir la presencia de estos campos. Nunca habían mapeado directamente su forma y orientación a través de un cúmulo completo.
Andrea Botteon del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), quien lideró el estudio, dijo que el trabajo fue impulsado por una pregunta fundamental: “¿Cómo se aceleran los electrones a velocidades relativistas y se amplifican los campos magnéticos a grandes escalas cósmicas?”
Un campo moldeado por el caos y la colisión
El mapa reveló que el campo magnético del cúmulo no es un enredo aleatorio. En algunas regiones, las líneas de campo siguen direcciones radiales específicas, alineadas con las emisiones de radio extendidas. En áreas dominadas por ondas de choque, donde el gas choca violentamente a medida que el cúmulo continúa formándose, los campos están orientados tangencialmente, estirados y comprimidos por la turbulencia de las colisiones en curso.
Esta es la primera evidencia observacional de que los mismos procesos violentos que construyen los cúmulos de galaxias, las fusiones, las entradas de gas, las ondas de choque, también moldean sus campos magnéticos.
“Creemos que el mecanismo que activa estas emisiones de radio gigantescas está vinculado al proceso de formación de los cúmulos de galaxias”, dijo Botteon. “La coherencia de las líneas de campo magnético observadas en algunas regiones sugiere que la morfología del campo está íntimamente ligada a la dinámica del gas en el que reside.”
Lo que viene después
El estudio, aceptado para publicación en Astronomy & Astrophysics, demuestra que la capacidad de observación ultraprofunda de LOFAR puede desbloquear estructuras de campo magnético que antes eran invisibles. La misma técnica ahora podría aplicarse a otros cúmulos, construyendo una imagen de cómo evoluciona el magnetismo a medida que los bloques de construcción más grandes del universo se ensamblan a lo largo del tiempo cósmico.
Los hallazgos ayudan a resolver un enigma de larga data: cómo los campos magnéticos que son demasiado débiles para detectarlos directamente con instrumentos convencionales se amplifican hasta las intensidades observadas en los cúmulos actuales. La respuesta, parece, reside en la misma violencia gravitacional que crea los cúmulos mismos.
Traducido por Alessandra