El campo magnético de una galaxia distante.

El VLA, Very Large Array, revela el campo magnético de una galaxia distante.

Imagen del artista de la lente gravitacional que permitió a los astrónomos medir el campo magnético de la galaxia.
Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; NASA, Hubble Heritage Team, (STScI/AURA), ESA, S. Beckwith (STScI). Additional Processing: Robert Gendle

Con la ayuda de una gigantesca lente cósmica, los astrónomos han medido el campo magnético de una galaxia a casi cinco mil millones de años luz de distancia. El logro es darles nuevas pistas importantes sobre un problema en las fronteras de la cosmología, la naturaleza y el origen de los campos magnéticos que desempeñan un papel importante en cómo las galaxias se desarrollan con el tiempo.

Los científicos utilizaron el Very large Array (VLA) Karl G. Jansky de la Fundación Nacional de Ciencias para estudiar una galaxia de abundante formación estelar y que se encuentra directamente entre un cuásar más distante y la Tierra. La gravedad de la galaxia sirve como lente gigante, dividiendo la imagen del cuásar en dos imágenes separadas vistas desde la Tierra. Es importante destacar que las ondas de radio procedentes de este cuásar, a casi 8 mil millones de años luz de distancia, están preferentemente alineadas, o polarizadas.

"La polarización de las ondas procedentes del cuásar de fondo, combinada con el hecho de que las ondas que producen las dos imágenes de lente viajaron a través de diferentes partes de la galaxia intermedia, nos permitió aprender algunos hechos importantes sobre el campo magnético de la galaxia", dijo Sui Ann Mao, Minerva Líder del Grupo de Investigación del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn, Alemania.

Imagen del telescopio espacial Hubble de la galaxia
y de la lente gravitacional. Crédito: Mao et al., NASA

Los campos magnéticos afectan a las ondas de radio que viajan a través de ellos. El análisis de las imágenes de VLA mostró una diferencia significativa entre las dos imágenes de lente gravitacional en cómo se cambió la polarización de las ondas. Eso significa, según los científicos, que las diferentes regiones de la galaxia interviniente afectaron las olas de manera diferente.

"La diferencia nos dice que esta galaxia tiene un campo magnético coherente a gran escala, similar a los que vemos en las galaxias cercanas en el universo actual", dijo Mao. La similitud es tanto en la fuerza del campo como en su disposición, con líneas de campo magnético torcidas en espirales alrededor del eje de rotación de la galaxia.

Dado que esta galaxia se ve como hace casi cinco mil millones de años, cuando el universo era aproximadamente dos tercios de su edad actual, este descubrimiento proporciona una pista importante sobre cómo los campos magnéticos galácticos se forman y evolucionan con el tiempo.

"Los resultados de nuestro estudio apoyan la idea de que los campos magnéticos de la galaxia son generados por un efecto de dinamo giratorio, similar al proceso que produce el campo magnético del Sol", dijo Mao. "Sin embargo, hay otros procesos que podrían estar produciendo los campos magnéticos. Para determinar qué proceso está en funcionamiento, tenemos que ir aún más atrás en el tiempo, a las galaxias más distantes, y hacer mediciones similares de sus campos magnéticos ", añadió.

El VLA observando el Universo y más allá.
Crédito: NRAO/AUI/NSF.

"Esta medida proporcionó las pruebas más rigurosas hasta la fecha de cómo los dinamos operan en galaxias", dijo Ellen Zweibel de la Universidad de Wisconsin-Madison. Los campos magnéticos desempeñan un papel fundamental en la física del tenue gas que penetra el espacio entre las estrellas de una galaxia. Comprender cómo estos campos se originan y se desarrollan con el tiempo puede proporcionar a los astrónomos pistas importantes sobre la evolución de las galaxias mismas.

Mao y sus colegas están reportando sus resultados en la revista Nature Astronomy.

El Observatorio Nacional de Radioastronomía es una instalación de la National Science Foundation, operada bajo el acuerdo de cooperación de Associated Universities, Inc.

Publicado en NRAO el 28 de agosto del 2.017.