TL;DR:
- Un equipo del INAF usó el radiotelescopio europeo LOFAR para cartografiar el campo magnético del cúmulo Abell 2255, a unos mil millones de años luz, de su núcleo a sus bordes.
- El resultado se apoya en 224 horas de observaciones de radio, las más profundas hechas sobre este cúmulo.
- Las líneas del campo no están desordenadas: siguen el movimiento del gas que ocurrió mientras el cúmulo se formaba.
Por primera vez, un grupo de astrónomos logró reconstruir el campo magnético de todo un cúmulo de galaxias, desde su centro hasta sus regiones más externas. El objeto es Abell 2255, situado a unos mil millones de años luz de la Tierra, y la hazaña fue posible gracias a LOFAR (Low Frequency Array), el radiotelescopio europeo de baja frecuencia. El equipo, liderado por Andrea Botteon, del Instituto Nacional de Astrofísica de Italia (INAF), acumuló 224 horas de observaciones de radio para mostrar algo que los astrónomos sospechaban pero no habían podido ver: las líneas del campo magnético no se distribuyen al azar, sino que siguen el movimiento del gas que dio forma al cúmulo.
Abell 2255 no es un cúmulo cualquiera. En ondas de radio es de los más complejos que se conocen: emite una radiación difusa y extensa que nace cuando electrones viajan a velocidades cercanas a la de la luz e interactúan con los campos magnéticos de las galaxias del cúmulo. Esa mezcla lo convierte en un laboratorio ideal para estudiar cómo surgen y evolucionan los campos magnéticos a escalas enormes, y para asomarse a la dinámica del gas caliente que llena estas estructuras.
El trabajo forma parte del proyecto LOFAR Galaxy Cluster Ultra-Deep Field. Con esas 224 horas de imágenes, el equipo estudió un cúmulo que se extiende varios millones de años luz y descubrió que la distribución de sus campos magnéticos a gran escala está ordenada por los movimientos del gas ocurridos durante su formación.
"Obtener imágenes muy sensibles de cúmulos de galaxias en longitudes de onda de radio es crucial para entender cómo se aceleran los electrones hasta velocidades relativistas y cómo se amplifican los campos magnéticos a grandes escalas cósmicas. La complejidad de estos estudios se debe a lo esquiva que resulta la señal de radio de los electrones que se mueven en campos magnéticos muy débiles. Creemos que el mecanismo que 'enciende' estas gigantescas emisiones de radio está ligado al proceso de formación de los cúmulos de galaxias", explicó Andrea Botteon.
Botteon detalló que, para este estudio, combinaron las observaciones de radio más profundas jamás realizadas con una técnica de análisis de datos que les permitió reconstruir por primera vez la forma del campo magnético de un cúmulo.
La forma del campo delata cómo se armó el cúmulo
El análisis reveló un patrón claro. En algunas regiones, las líneas del campo siguen direcciones muy específicas y se estiran de manera radial a lo largo de las emisiones de radio extendidas. En cambio, en las zonas dominadas por ondas de choque, el campo se orienta de forma tangencial. Esa diferencia apunta a que el campo magnético de Abell 2255 fue esculpido por la misma dinámica que permite a los cúmulos acumular gas y crecer.
"La coherencia de las líneas del campo magnético observada en algunas regiones del cúmulo sugiere que la morfología del campo está íntimamente ligada a la dinámica del gas en el que reside, donde puede ser 'estirado' o 'comprimido' por los movimientos asociados a la formación del propio cúmulo", señaló Botteon.
Ese es el corazón del hallazgo: es la primera evidencia observacional de que los mismos mecanismos que permiten a las galaxias crecer y agruparse, formando las estructuras más grandes del universo, también moldean sus campos magnéticos.
La investigación fue aceptada para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics y ya está disponible como artículo previo a revisión por pares en el repositorio arXiv.
Reconstruir algo invisible como un campo magnético a mil millones de años luz le da a los astrónomos una herramienta nueva para leer cómo se ensamblan las mayores estructuras del cosmos, ese punto en el que la gravedad, el gas y el magnetismo trabajan juntos y hasta ahora se escapaban a la vista.
Fuente: 1
