La detección más lejana del campo magnético de una galaxia
Utilizando el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un equipo de astrónomos y astrónomas ha detectado el campo magnético de una galaxia tan lejana que su luz ha tardado más de 11.000 millones de años en llegar hasta nosotros: la vemos como era cuando el universo tenía solo 2.500 millones de años. El resultado proporciona a los astrónomos pistas vitales sobre cómo surgieron los campos magnéticos de galaxias como nuestra propia Vía Láctea.
 |
| Esta imagen, que muestra la orientación del campo magnético en la galaxia distante 9io9 (vista aquí cuando el universo tenía solo el 20% de su edad actual), es la detección más lejana hecha hasta el momento del campo magnético de una galaxia. Las observaciones se realizaron con el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), del que ESO es socio. De algún modo, los granos de polvo de 9io9 se alinean con el campo magnético de la galaxia, por lo que emiten luz polarizada (esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferente en lugar de al azar). ALMA detectó esta señal de polarización, a partir de la cual los astrónomos y astrónomas del equipo pudieron calcular la orientación del campo magnético, que en la imagen de ALMA se muestran como líneas curvas superpuestas. Debido a que la señal de luz polarizada emitida por el polvo alineado magnéticamente en 9io9 era extremadamente débil (representando solo el uno por ciento del brillo total de la galaxia), utilizaron un ingenioso truco de la naturaleza para ayudarles a obtener este resultado. El equipo se aprovechó del hecho de que, pese a que 9io9 se encuentra muy alejada de nosotros, había sido magnificada a través de un proceso conocido como lente gravitacional. Esto ocurre cuando la luz de una galaxia distante, en este caso 9io9, aparece más brillante y distorsionada a medida que se dobla por la gravedad de un objeto muy grande que, desde nuestro punto de observadores, se encuentra en primer plano. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al. |
En el universo hay muchos cuerpos astronómicos que cuentan con campos magnéticos, ya sean planetas, estrellas o galaxias. "Muchas personas podrían no ser conscientes de que toda nuestra galaxia y otras galaxias están entrelazadas por campos magnéticos que abarcan decenas de miles de años luz", declara James Geach, profesor de astrofísica en la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido) y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature.
"En realidad, a pesar de ser bastante importantes por cómo influyen en la evolución de las galaxias, sabemos muy poco sobre cómo se forman estos campos", agrega Enrique López Rodríguez, investigador de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), que también participó en el estudio. No queda claro ni en qué momento de la vida temprana del universo ni con qué rapidez se forman los campos magnéticos en las galaxias, ya que hasta ahora la comunidad astronómica solo ha mapeado los campos magnéticos de galaxias cercanas a nosotros.
Ahora, utilizando el conjunto de antenas ALMA, infraestructura de la que el Observatorio Europeo Austral (ESO) es socio, Geach y su equipo han descubierto un campo magnético completamente formado en una galaxia distante, similar en estructura a lo que se observa en galaxias cercanas. El campo es aproximadamente 1000 veces más débil que el campo magnético de la Tierra, pero se extiende a lo largo de más de 16 000 años luz.
 |
| Esta imagen infrarroja muestra la galaxia distante 9io9, vista aquí como un arco rojizo curvado alrededor de una galaxia cercana brillante. Esta galaxia cercana actúa como una lente gravitacional: su masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, doblando los rayos de luz provenientes de 9io9, al fondo, de ahí su forma distorsionada. Esta vista a color es el resultado de combinar imágenes infrarrojas tomadas con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, telescopio de sondeo en el visible y el infrarrojo para astronomía) de ESO, en Chile, y el CFHT (Canada France Hawaii Telescope, telescopio Canadá, Francia y Hawái), en Estados Unidos. Crédito: ESO/J. Geach et al. |
"Este descubrimiento nos da nuevas pistas sobre cómo se forman los campos magnéticos a escala galáctica", explica Geach. Observar un campo magnético completamente desarrollado tan temprano en la historia del universo indica que los campos magnéticos que abarcan galaxias enteras pueden formarse rápidamente mientras las galaxias jóvenes aún están creciendo.
El equipo cree que la intensa formación estelar en el universo temprano podría haber jugado un papel en la aceleración del desarrollo de los campos. Además, estos campos pueden a su vez influir en cómo se formarán las generaciones posteriores de estrellas. El coautor y astrónomo de ESO, Rob Ivison, afirma que el descubrimiento abre "una nueva ventana al funcionamiento interno de las galaxias, porque los campos magnéticos están vinculados al material que está formando nuevas estrellas".
Para llevar a cabo esta detección, el equipo buscó la luz emitida por los granos de polvo de una galaxia distante, 9io9 [1]. Las galaxias están plagadas de granos de polvo y cuando hay un campo magnético presente, los granos tienden a alinearse y la luz que emiten se polariza. Esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferida en lugar de al azar. Cuando ALMA detectó y mapeó una señal polarizada proveniente de 9io9, se confirmó por primera vez la presencia de un campo magnético en una galaxia muy distante.
"Ningún otro telescopio podría haberlo logrado", afirma Geach. Se espera que, con esta y con futuras observaciones de campos magnéticos distantes, pueda empezar a desentrañarse el misterio de cómo se forman estas características galácticas tan importantes.
Notas
[1] 9io9 fue descubierto durante el desarrollo de un proyecto de ciencia ciudadana. El descubrimiento se llevó a cabo en el año 2014, en colaboración con los espectadores del programa de televisión británico de la BBC “Stargazing Live”, cuando a lo largo de tres noches se le pidió a la audiencia que examinara millones de imágenes en busca de galaxias distantes.
Información adicional
Esta investigación se ha presentado en un artículo publicado en la revista Nature.
El equipo está formado por J. E. Geach (Centro de Investigación en Astrofísica, Escuela de Física, Ingeniería y Ciencias de la Computación, Universidad de Hertfordshire, Reino Unido [Hertfordshire]); E. López-Rodríguez (Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología, Universidad de Stanford, EE.UU.); M. J. Doherty (Hertfordshire); Jianhang Chen (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO]); R. J. Ivison (ESO); G. J. Bendo (Sede Central Regional de ALMA en Reino Unido, Centro de Astrofísica Jodrell Bank, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Mánchester, Reino Unido); S. Dye (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Nottingham, Reino Unido); y K. E. K. Coppin (Hertfordshire).
El Observatorio Europeo Austral (ESO) pone a disposición de la comunidad científica mundial los medios necesarios para desvelar los secretos del Universo en beneficio de todos. Diseñamos, construimos y operamos observatorios de vanguardia basados en tierra -utilizados por la comunidad astronómica para abordar preguntas emocionantes y difundir la fascinación por la astronomía- y promovemos la colaboración internacional en astronomía. Establecida como organización intergubernamental en 1962, hoy ESO cuenta con el apoyo de 16 Estados Miembros (Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Irlanda, Italia, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suecia y Suiza), junto con Chile, país anfitrión, y con Australia como socio estratégico. La sede de ESO y su planetario y centro de visitantes, el ESO Supernova, se encuentran cerca de Múnich (Alemania), mientras que el desierto chileno de Atacama, un lugar maravilloso con condiciones únicas para observar el cielo, alberga nuestros telescopios. ESO opera tres sitios de observación: La Silla, Paranal y Chajnantor. En Paranal, ESO opera el Very Large Telescope junto con su interferómetro VLTI (Very Large Telescope Interferometer), y telescopios de rastreo como VISTA. También en Paranal, ESO albergará y operará el Cherenkov Telescope Array South, el observatorio de rayos gamma más grande y sensible del mundo. En Chajnantor, junto con socios internacionales, ESO opera ALMA, una instalación que observa los cielos en el rango milimétrico y submilimétrico. En Cerro Armazones, cerca de Paranal, estamos construyendo "el ojo más grande del mundo para mirar el cielo": el Telescopio Extremadamente Grande de ESO (ELT, Extremely Large Telescope). Desde nuestras oficinas en Santiago (Chile), apoyamos el desarrollo de nuestras operaciones en el país y nos comprometemos con los socios chilenos y con la sociedad chilena.
El conjunto ALMA, (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) es una instalación astronómica internacional fruto de la colaboración entre ESO, la Fundación Nacional para la Ciencia de EE.UU. (NSF, National Science Foundation) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS, National Institutes of Natural Sciences) en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus países miembros; por la NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC, National Research Council) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC, National Science and Technology Council) de Taiwán, y por el NINS, en cooperación con la Academia Sínica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI, Korea Astronomy and Space Science Institute). La construcción y operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus países miembros; por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO, National Radio Astronomy Observatory), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de América del Norte; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ, National Astronomical Observatory of Japan) en representación de Asia Oriental. El Observatorio Conjunto ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) proporciona al proyecto la unificación tanto del liderazgo como de la gestión de la construcción, puesta a punto y operaciones de ALMA.
La Universidad de Hertfordshire hace accesible a toda la sociedad el impacto transformador de la educación superior. Sus estudiantes, personal y empresas alcanzan de manera constante su máximo potencial. A través de una enseñanza de alta calidad, 550 programas de grado, proyectos de investigación de vanguardia y potentes asociaciones comerciales, piensan en grande, destacan e impactan positivamente en las comunidades locales, nacionales e internacionales.
Las traducciones de las notas de prensa de ESO las llevan a cabo miembros de la Red de Divulgación de la Ciencia de ESO (ESON por sus siglas en inglés), que incluye a expertos en divulgación y comunicadores científicos de todos los países miembros de ESO y de otras naciones.
El nodo español de la red ESON está representado por J. Miguel Mas Hesse y Natalia Ruiz Zelmanovitch.
Enlaces
Contactos
José Miguel Mas Hesse
Centro de Astrobiología (CSIC-INTA)
Madrid, España
Tlf.: (+34) 918131196
Email: mm@cab.inta-csic.es
James Geach
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Email: j.geach@herts.ac.uk
Enrique Lopez Rodríguez
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University
Stanford, California, USA
Email: elopezrodriguez@stanford.edu
Rob Ivison
European Southern Observatory (ESO), Germany; Macquarie University, Australia; Dublin Institute for Advanced Studies, Ireland; University of Edinburgh, Scotland; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions, Australia
Email: Rob.Ivison@eso.org
Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Móvil: +49 151 241 664 00
Email: press@eso.org
Press Office
University of Hertfordshire
Hatfield, UK
Tlf.: +441707 285770
Email: news@herts.ac.uk
Publicado en ESO el 6 de septiembre del 2023, enlace publicación.
