Los campos magnéticos son una parte fundamental del universo. Determinan cómo las partículas pequeñas (los componentes básicos de los planetas, las estrellas y, en última instancia, las galaxias) se mueven a través del espacio.
Todavía no sabemos cómo se formaron los campos magnéticos en el universo, pero sí sabemos que están en todas partes. La propia Tierra tiene un campo magnético al que reaccionan las brújulas y las aves migratorias.
Los radiotelescopios permiten a los astrónomos utilizar la luz de galaxias distantes para iluminar estas áreas del espacio que de otro modo serían invisibles.
En nuestro estudio publicado hoy en Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Australia, utilizamos el radiotelescopio más potente de Australia para crear el mapa más grande y detallado de campos magnéticos cósmicos jamás creado.
El nuevo mapa con algunas características visibles del cielo etiquetadas. Alec Thomson y cols.
Baterías gigantes que controlan galaxias
Los campos magnéticos varían mucho en todo el universo. Los objetos extremadamente densos, como las estrellas de neutrones y los agujeros negros, tienen campos magnéticos miles de millones de veces más fuertes que los de la Tierra.
También hemos medido millones de veces campos magnéticos en el espacio entre estrellas. más débil que el de la tierra. A pesar de su debilidad, sabemos que estos campos son increíblemente importantes para controlar la evolución de las galaxias. Actúan como baterías gigantes y almacenan enormes cantidades de energía, ralentizando o incluso impidiendo la formación de nuevas estrellas.
Sin embargo, los campos magnéticos son invisibles para nosotros. Para encontrarlos en el espacio, los astrónomos sólo pueden utilizar la luz de estrellas y galaxias distantes. Esto se debe a que la luz es una onda de campos eléctricos y magnéticos (de ahí que el “espectro electromagnético” reciba su nombre).
A medida que la luz viaja a través del universo, interactúa con los campos magnéticos por los que pasa. Esto tuerce la dirección en la que oscila la luz; a esto lo llamamos “polarización”. Entonces, la luz que oscila hacia arriba y hacia abajo tiene una polarización diferente a la luz que oscila hacia adelante y hacia atrás.
Los astrónomos pueden detectar esta polarización, especialmente cuando miran al cielo en ondas de radio, que forman parte del espectro electromagnético.
ver lo invisible
Los telescopios australianos han estado a la vanguardia de la radioastronomía y la detección de campos magnéticos desde su descubrimiento inicial. Murriyang, el radiotelescopio Parkes del CSIRO, fue el primero en descubrir la polarización retorcida de la luz procedente de campos magnéticos fuera de la Tierra en 1962.
Desde entonces, los astrónomos se han esforzado por encontrar cada vez más fuentes que nos muestren esta luz retorcida. Con suficientes mediciones, podemos crear un mapa de los campos magnéticos del universo.
Cada punto del mapa es un objeto detectado por nuestro telescopio, y la luz del objeto ilumina los campos magnéticos entre nosotros y esa fuente distante. Cuantas más fuentes descubrimos, más detallado se vuelve nuestro mapa.
El último mapa importante de campos magnéticos se creó en 2009. No ha habido un sucesor real para ellos durante los últimos 17 años, lo que limita la profundidad y el alcance de los estudios que los astrónomos quieren responder.
En diversas áreas del universo, incluida nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, todavía tenemos que comprender toda la fuerza y estructura de los campos magnéticos cósmicos. No sólo no sabemos cómo se formaron, sino que tampoco sabemos cómo han cambiado a lo largo del tiempo desde el Big Bang.
Para resolver estos problemas, necesitamos una nueva clase de radiotelescopios.
Un telescopio diseñado para la velocidad
Actualmente la radioastronomía está viviendo una revolución con la construcción del observatorio SKA en Sudáfrica y Australia. En preparación, ya se utiliza en todo el mundo una generación de telescopios conocidos como precursores de SKA y Pathfinders.
El radiotelescopio ASKAP es uno de estos precursores. Está ubicado en Inyarrimanha Ilgari Bundara, el observatorio de radioastronomía CSIRO Murchison en Wajarri Yamaji Country, Australia Occidental, y consta de 36 antenas parabólicas de 12 metros. Cada uno de estos platos puede ver una gran sección del cielo a la vez, brindando a los astrónomos una vista ultra amplia del universo.
El proyecto emblemático para crear un mapa de los campos magnéticos del universo se conoce como Polarization Sky Survey of the Universe’s Magnetism (POSSUM).
En preparación para esto, el equipo del telescopio creó los Rapid ASKAP Continuum Surveys (RACS). Es como crear un atlas del universo. Las últimas versiones de estos estudios han identificado casi 4 millones de galaxias distantes, de las cuales alrededor de 2 millones nunca han sido vistas antes.
El cielo magnético
Nuestro nuevo mapa, llamado SPICE-RACS, es el resultado de una colaboración entre los dos equipos de encuesta.
Nuestro objetivo era observar cada galaxia encontrada por RACS y observar signos de cambio de polarización causados por campos magnéticos. Con la última publicación del estudio, encontramos 350.000 de los 4 millones de galaxias originales que podríamos utilizar para este propósito.
Nuestra colección de fuentes es casi diez veces mayor que la más grande jamás realizada y cinco veces mayor que todas las observaciones jamás combinadas. Como resultado, recibimos el mapa más grande y detallado hasta la fecha.
El mapa muestra campos magnéticos que apuntan hacia nosotros en rojo y en azul, como el norte y el sur de una brújula. La mayor parte de las estructuras arremolinadas y en forma de burbujas que podemos ver provienen de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. En los finos detalles del mapa se pueden encontrar firmas de partes aún más distantes del universo.
El nuevo mapa ya está permitiendo nuevos descubrimientos científicos en todo el mundo y los datos están disponibles públicamente en línea para la comunidad investigadora. En el futuro, planeamos combinar todas las versiones de RACS para crear un mapa aún más grande y detallado.
Mientras tanto, se espera que el proyecto POSSUM complete las observaciones para 2030. El mapa magnético más nítido de este estudio abrirá una nueva ventana a los campos magnéticos cósmicos distantes y nos permitirá profundizar en la historia del universo.
Este artículo se volvió a publicar en The Conversation. Fue escrito por: Alec Thomson, CSIRO
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Alec Thomson no trabaja, asesora, posee acciones ni recibe financiación de ninguna empresa u organización que se beneficiaría de este artículo, y no ha revelado afiliaciones relevantes más allá de su empleo académico.
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