Los científicos descubren enormes toroides magnéticos en el halo de la Vía Láctea
Por: Chen Na, Academia China de Ciencias.
13 de mayo de 2024
Los campos magnéticos en el halo de la Vía Láctea tienen una estructura toroidal, que se extiende en un radio de 6.000 a 50.000 años luz desde el centro de la galaxia. El Sol está a unos 30.000 años luz. Crédito de la imagen: NAOC.
El origen y la evolución de los campos magnéticos cósmicos es una cuestión sin resolver desde hace mucho tiempo en la frontera de la investigación de la Astronomía y la Astrofísica, un asunto abierto que ha sido seleccionado como una de las áreas clave de investigación para muchos de los principales radiotelescopios de clase mundial, incluido el Square Kilometer Array (SKA) en construcción. Determinar las estructuras del campo magnético a gran escala en la Vía Láctea ha sido durante décadas un gran desafío para muchos astrónomos en el mundo.
Los campos magnéticos son omnipresentes en nuestra Vía Láctea y desempeñan un papel importante en la evolución de las nubes moleculares y la formación de estrellas, el transporte de rayos cósmicos y otros procesos físicos que se dan en el entorno galáctico. Sin embargo, las mediciones de los campos magnéticos galácticos, simplemente se han limitado a algunos componentes de los campos vectoriales tridimensionales en regiones limitadas, siendo un verdadero reto delinear la estructura magnética global de la galaxia a partir de las limitadas mediciones disponibles.
En un nuevo estudio publicado en la prestigiosa revista de investigación The Astrophysical Journal el 10 de mayo, el Dr. Xu Jun y el Prof. Han Jinlin de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia China de Ciencias (NAOC) han revelado enormes toroides magnéticos en el halo de la Vía Láctea, que son fundamentales para la propagación de los rayos cósmicos y proporcionan una limitación crucial sobre los procesos físicos en el medio interestelar y el origen de los campos magnéticos cósmicos.
El profesor Han, un destacado científico en este campo de investigación, ha determinado las estructuras del campo magnético a lo largo de los brazos espirales del disco galáctico mediante un proyecto a largo plazo de medición de la polarización de los púlsares y sus efectos Faraday. En 1997, encontró una sorprendente antisimetría de los efectos de Faraday de las fuentes de radio cósmicas en el cielo con respecto a las coordenadas de nuestra Vía Láctea, lo que indica que los campos magnéticos en el halo de la Vía Láctea tienen una estructura de campo toroidal, con direcciones de campo magnético invertidas por debajo y por encima del plano galáctico.
Sin embargo, determinar el tamaño de estos toroides o la fuerza de sus campos magnéticos ha sido una tarea difícil para los astrónomos durante décadas. Sospechaban que la antisimetría de la distribución en el cielo de los efectos de Faraday de las fuentes de radio podría ser causada simplemente por el medio interestelar en la vecindad del Sol, porque los púlsares y algunos objetos emisores de radio cercanos, que están bastante cerca del Sol, muestran Efectos de Faraday consistentes con la antisimetría.
La clave es mostrar si los campos magnéticos en el vasto halo galáctico tenían o no una estructura toroidal fuera de la vecindad del Sol. En este estudio, el profesor Han propuso de forma innovadora que la rotación de Faraday del medio interestelar en las proximidades del Sol podría contarse mediante mediciones de un buen número de púlsares, algunos de los cuales han sido obtenidos recientemente por el radiotelescopio FAST, y luego podría restarse la contribución de las mediciones de fuentes cósmicas de fondo.
Todos los datos de medición de la rotación de Faraday en los últimos 30 años fueron recopilados por el Dr. Xu. A través del análisis de datos, los científicos descubrieron que la antisimetría de las mediciones de rotación de Faraday causada por el medio en el halo galáctico existe en todo el cielo, desde el centro hasta el anticentro de nuestra Vía Láctea, lo que implica que los campos magnéticos toroidales de tan extraña simetría tienen un tamaño enorme y existen en un radio que oscila entre 6.000 y 50.000 años luz desde el centro de la Vía Láctea.
Este estudio proporciona a los seres humanos una nueva comprensión de la física de nuestra Vía Láctea y es un hito para las investigaciones sobre los campos magnéticos cósmicos; obteniendo la primera estimación cuantitativa de los tamaños de los toroides magnéticos en el halo galáctico. De acuerdo a la equipo de investigación, comienzan desde un radio galactocéntrico de menos de 2 kpc y se extienden hasta al menos 15 kpc, sin inversiones de dirección del campo. Estos toroides magnéticos en el halo galáctico deberían naturalmente limitar los procesos físicos en las galaxias.
Fuente:
https://phys.org/news/2024-05-scientists-huge-magnetic-toroids-milky.html