Miden la intensidad del campo magnético cósmico

Pistas de magnetismo débil entre galaxias pueden proporcionar información sobre los inicios del universo.

Los astrónomos han detectado pruebas de cómo de fuertes deben ser los campos magnéticos entre galaxias. Los hallazgos ayudan a iluminar cómo surge el magnetismo en el cosmos y podría algún día servir como sonda para comprender los procesos que tuvieron lugar poco después del Big Bang, hace 13 700 millones de años.

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

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

Los campos magnéticos también impregnan el espacio intergaláctico, pero hasta ahora los astrónomos no han sabido cómo de potentes eran estos campos o cómo surgían. Una idea “de arriba a abajo” es que todo el espacio quedó imbuído con un ligero campo magnético poco después del Big Bang, y este campo creció en fuerza cuando las estrellas y galaxias acumularon y aumentaron su intensidad. Otra posibilidad “de abajo a arriba” es que los campos magnéticos se formaron inicialmente por el movimiento del plasma en pequeños objetos en el universo primordial, tales como estrellas, y luego se propagaron hacia fuera en el espacio.

El nuevo trabajo sugiere que la opción de arriba a abajo 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 blázars, los brillantes corazones de las galaxias activas que expulsan chorros de partículas energéticas directamente hacia la Tierra. El Telescopio Espacial Orbital de Rayos Gamma Fermi ha observado un número de estos objetos, incluyendo los más brillantes jamás vistos en la porción de rayos gamma del espectro electromagnético.

Pero los blázars son más que bellezas cósmicas; también proporcionan información sobre el espacio que han atravesado los rayos gamma en su camino hacia la Tierra. Como todas las partículas eléctricamente neutras, los fotones de rayos gamma zumban a través del espacio vació sin verse perturbados por los campos magnéticos. Pero ocasionalmente un rayo gamma encontrará otro fotón, o partícula de luz, con una energía mucho menor. La colisión provoca que el rayo gamma se divida en un electrón y un positrón. Debido a que estas dos nuevas partículas están eléctricamente cargadas, están súbitamente sujetas a ser desviadas por un campo magnético. Posteriormente se recombinan para formar de nuevo un rayo gamma, que sigue adelante sin daños, pero con una intensidad menor.

El equipo de Neronov estudió los datos de Fermi buscando rayos gamma de la intensidad con la que habrían llegado a la Tierra si no se hubiesen desmembrado y desviado por los campos magnéticos intermedios. Incluso tras incluir los datos de los Telescopios de Rayos Gamma HESS en Namibia, los investigadores no observaron ninguno de estos tipos de rayos.

La 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 fuerza de al menos mil billonésimas del de la Tierra.

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

Y tal proceso habría tenido lugar en los inicios del universo, 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 usando rayos gamma podría arrojar luz sobre procesos que funcionaron muy al inicio del universo, comenta. Actualmente, las mejores vistas del universo primordial que han tenido los astrónomos es la radiación en longitudes de onda de microondas que impregna el cuelo como un resplandor del Big Bang. Las observaciones de rayos gamma podrían resultar ser una forma de estudio alternativa, dice Neronov.

“Sería un nuevo trozo de información cosmológica”, señala.

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Autor: Alexandra Witze
Fecha Original: 1 de abril de 2010
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Vía: Ciencia Kanija