La galaxia de la Vía Láctea tiene su propio campo magnético. Es extremadamente débil en comparación con el de la Tierra; miles de veces más débil, de hecho. Pero los astrónomos quieren saber más al respecto por lo que nos puede decir sobre la formación de estrellas, los rayos cósmicos y una gran cantidad de otros procesos astrofísicos.
Un equipo de astrónomos de la Universidad de Curtin en Australia, y CSIRO (Organización de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth) han estado estudiando el campo magnético de la Vía Láctea, y han publicado el catálogo más completo de mediciones del campo magnético de la Vía Láctea en 3D.
El documento se titula "Medidas de rotación de Faraday de baja frecuencia hacia los púlsares usando LOFAR: sondeando el campo magnético halo magnético 3D". Fue publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en abril de 2019. La autora principal es la Dra. Charlotte Sobey, asociada universitaria de la Universidad de Curtin. El equipo incluye científicos de Canadá, Europa y Sudáfrica.
El equipo trabajó con LOFAR, o el Low-Frequency Array, un radiotelescopio europeo. LOFAR funciona en frecuencias de radio inferiores a 250 MHz y consta de muchas antenas repartidas en un área de 1500 km en Europa, con su núcleo en los Países Bajos.
El equipo reunió el catálogo más grande hasta la fecha de las intensidades del campo magnético y las direcciones hacia los púlsares. Con esos datos en mano, pudieron estimar la intensidad de campo decreciente de la Vía Láctea con la distancia desde el plano de la galaxia, donde están los brazos espirales.
En un comunicado de prensa, el autor principal, Sobey, dijo: "Usamos púlsares para sondear eficientemente el campo magnético de la galaxia en 3-D. Los pulsares se distribuyen por toda la Vía Láctea, y el material que interviene en la galaxia afecta su emisión de ondas de radio ".
Los electrones libres y el campo magnético en nuestra galaxia entre el púlsar y nosotros afectan las ondas de radio emitidas por los púlsares. En una entrevista por correo electrónico con el Dr. Sobey, nos dijo: "Aunque estos efectos deben corregirse para estudiar las señales de los púlsares, son realmente útiles para proporcionar información sobre nuestra galaxia que de otra forma no sería posible obtener".
A medida que las ondas de radio del púlsar viajan a través de la galaxia, están sujetas a un efecto llamado dispersión, debido a los electrones libres que intervienen. Esto significa que las ondas de radio de mayor frecuencia llegan antes que las ondas de menor frecuencia. Los datos de LOFAR permiten a los astrónomos medir esta diferencia, llamada "medida de dispersión" o DM. DM le dice a los astrónomos cuántos electrones libres hay entre nosotros y el púlsar. Si el DM es más alto, eso significa que el púlsar está más lejos o que el medio interestelar es más denso.
Ese es solo uno de los factores en la medición del campo magnético de la Vía Láctea. El otro implica la densidad electrónica y el campo magnético del medio interestelar.
Las emisiones de Pulsar a menudo están polarizadas, y cuando la luz polarizada viaja a través de un plasma con un campo magnético, el plano de rotación gira. Eso se llama rotación de Faraday o efecto de Faraday. Los radiotelescopios pueden medir esa rotación, y se llama Medida de rotación de Faraday (RM). Según el Dr. Sobey, “Esto nos dice la cantidad de electrones libres y la fuerza del campo magnético paralelo a la línea de visión, así como la dirección de la red. Cuanto mayor sea el RM absoluto, significa más electrones y / o mayores intensidades de campo, debido a distancias más grandes o hacia el plano de la Galaxia ".
Con esos datos en mano, los investigadores estimaron la intensidad promedio del campo magnético de la Vía Láctea hacia cada púlsar en el catálogo, dividiendo la Medida de rotación por la Medida de dispersión. Y así es como crearon el mapa. Cada medición de pulsar individual es un punto en el mapa. Como dijo el Dr. Sobey a la revista Space, "Obtener estas mediciones para un gran número de púlsares (que tienen mediciones o estimaciones de distancia) nos permite reconstruir un mapa de la estructura de la densidad electrónica galáctica y el campo magnético en 3-D".
Entonces, ¿de qué sirve tener un mapa de la estructura magnética de la Vía Láctea en 3D?
El campo magnético de la galaxia afecta a todo tipo de procesos astrofísicos en diferentes escalas de fuerza y distancia.
El campo magnético da forma al camino que siguen los rayos cósmicos. Entonces, cuando los astrónomos estudian una fuente distante de rayos cósmicos, como un núcleo galáctico activo (AGN), conocer la fuerza del campo magnético puede ayudarlos a comprender su objeto de estudio.
El campo magnético de la galaxia también juega un papel en la formación de estrellas. Aunque el efecto no se comprende completamente, la intensidad de un campo magnético puede afectar a las nubes moleculares. Sobey le dijo a UT: "A escalas más pequeñas (del orden de los parsecs), los campos magnéticos juegan un papel en la formación de estrellas, con un campo demasiado débil o fuerte en una nube molecular posiblemente inhibiendo el colapso de una nube en un sistema estelar".
Este nuevo catálogo se basa en observaciones de 137 púlsares en el cielo del norte. Los autores dicen que su catálogo "mejora en promedio la precisión de las mediciones de RM existentes en un factor de 20 ..." También dicen "En general, nuestro catálogo inicial de baja frecuencia proporciona información valiosa sobre la estructura 3D del campo magnético galáctico".
Pero el Dr. Sobey aún no ha terminado de mapear la intensidad del campo magnético de la Vía Láctea. Ahora está utilizando el Murchison Widefield Array de Australia para mapear el campo magnético en el cielo del sur. Y ambos esfuerzos de mapeo están conduciendo a algo mejor.
El radiotelescopio más grande del mundo está ahora en la fase de planificación. Se llama Square Kilometer Array (SKA) y se construirá tanto en Australia como en Sudáfrica. Sus estaciones receptoras se extenderán hasta 3.000 kilómetros (1900 millas) desde su núcleo central. Su tamaño masivo y la distancia entre los receptores nos darán nuestras imágenes de mayor resolución en toda la astronomía.
En una publicación del blog de CSIRO, el Dr. Sobey dijo: “Mi trabajo en el futuro se centrará en construir hacia la ciencia con el telescopio SKA, que actualmente está entrando en las etapas finales de la fase de planificación. Un objetivo a largo plazo para la ciencia SKA es revolucionar nuestra comprensión de nuestra galaxia, incluida la producción de un mapa detallado de la estructura de nuestra galaxia (¡lo cual es difícil porque estamos ubicados dentro de ella!), Particularmente su campo magnético ".
El campo magnético de la Vía Láctea no tendrá dónde esconderse.
Más:
- Comunicado de prensa: mapeo del campo magnético de nuestra galaxia
- Documento de investigación: las medidas de rotación de Faraday de baja frecuencia hacia los púlsares con LOFAR: sondeo del campo magnético halo magnético 3D
- Mapa interactivo de LOFAR
