Astrofísicos del ICRAR (International Centre for Radio Astronomy Research) han descubierto indicios tentadores de la existencia de campos magnéticos en las mayores estructuras cósmicas del universo.
La red cósmica es el aspecto del universo a mayor escala: un entramado de filamentos y cúmulos llenos de gases y galaxias que serpentean alrededor de vacíos cósmicos de millones de años luz de diámetro.
Los astrofísicos predijeron esta red universal en los años sesenta y, en los ochenta, los modelos informáticos nos permitieron vislumbrar el verdadero aspecto de esta vasta red.
A lo largo de las últimas décadas, hemos podido cartografiar la red cósmica mediante la observación, lo que ha traído consigo la posibilidad de responder a algunas de las preguntas más importantes de la astronomía.
Un área de especial interés es cómo se comportan los campos magnéticos a escala cósmica y qué papel desempeñan en la formación de estructuras tanto galácticas como cósmicas.
Una nueva investigación publicada en Science Advances y dirigida por el Centro Internacional de Investigaciones Radioastronómicas (ICRAR) en colaboración con CSIRO, la agencia científica nacional de Australia, ayuda a comprender mejor estos campos magnéticos cósmicos.
La Dra. Tessa Vernstrom, del nodo ICRAR de la Universidad de Australia Occidental (UWA), es la autora principal de la investigación y describe el magnetismo como una fuerza fundamental de la naturaleza.
"Los campos magnéticos impregnan el universo, desde los planetas y las estrellas hasta los espacios más grandes entre las galaxias. Sin embargo, muchos aspectos del magnetismo cósmico aún no se comprenden del todo, especialmente a las escalas que se observan en la red cósmica. Cuando la materia se fusiona en el universo, produce una onda de choque que acelera las partículas, amplificando estos campos magnéticos intergalácticos", explica en un comunicado.
Su investigación ha registrado emisiones de radio procedentes de la red cósmica, la primera prueba observacional de la existencia de ondas de choque intensas.
Hasta ahora, este fenómeno sólo se había observado en los cúmulos de galaxias más grandes del universo y se preveía que era la "firma" de las colisiones de materia en toda la red cósmica.
"Estas ondas de choque emiten señales de radio que deberían hacer que la red cósmica 'brillara' en el espectro de radio, pero nunca se había detectado de forma concluyente debido a lo débiles que son las señales".
El equipo de Vernstrom comenzó a buscar el "resplandor radioeléctrico" de la red cósmica en 2020 e inicialmente encontró señales que podían atribuirse a estas ondas cósmicas.
Sin embargo, como estas señales iniciales podrían haber incluido emisiones de galaxias y objetos celestes distintos de las ondas de choque, Vernstrom optó por un tipo de señal diferente con menos "ruido" de fondo: la luz de radio polarizada.
"Como muy pocas fuentes emiten luz de radio polarizada, nuestra búsqueda fue menos propensa a la contaminación y hemos sido capaces de proporcionar pruebas mucho más sólidas de que estamos viendo emisiones de las ondas de choque en las estructuras más grandes del universo, lo que ayuda a confirmar nuestros modelos para el crecimiento de esta estructura a gran escala".
La investigación utilizó datos y mapas de radio de todo el cielo del Global Magneto-Ionic Medium Survey, el Planck Legacy Archive, el Owens Valley Long Wavelength Array y el Murchison Widefield Array, apilando los datos sobre los cúmulos y filamentos conocidos de la red cósmica.
El método de apilamiento ayuda a reforzar la débil señal por encima del ruido de la imagen, que luego se comparó con simulaciones cosmológicas de última generación generadas a través del Proyecto Enzo.
Estas simulaciones son las primeras de su clase que incluyen predicciones de la luz de radio polarizada procedente de las ondas de choque cósmicas observadas en el marco de esta investigación.
Nuestra comprensión de estos campos magnéticos podría utilizarse para ampliar y refinar nuestras teorías sobre cómo crece el universo y tiene el potencial de ayudarnos a resolver el misterio de los orígenes del magnetismo cósmico.
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