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Estudio de los campos magnéticos interestelares para conocer los secretos de las galaxias

Resolver este difícil problema esencial para la física galáctica podría ayudar a revelar los orígenes de las galaxias, los planetas y la vida misma.

Espacio

Los campos magnéticos son la base de casi todas las preguntas sobre la evolución de las galaxias. Estudiarlos puede generar muchas respuestas sobre el desarrollo galáctico, como el ritmo de formación de las estrellas. Indirectamente, este conocimiento puede incluso arrojar una nueva luz sobre la aparición de los planetas y la vida. Sin embargo, es imposible medir directamente el campo magnético interestelar, lo que hace que la tarea sea increíblemente difícil. Los campos magnéticos en el espacio solo pueden calcularse a través de su interacción con la radiación de fondo que se encuentra entre los planetas y las estrellas. Dado que esta interacción es bastante débil, puede dar lugar a grandes incertidumbres en las mediciones. Además, el campo magnético es un vector, tiene tanto una fuerza como una dirección en el espacio. «Ningún método de observación conocido hasta ahora puede darnos estas dos características para la misma área del espacio», explica Eva Ntormousi, astrofísica del Instituto de Astrofísica de la Fundación para la Investigación y la Tecnología-HELLAS (FORTH) e investigadora principal del proyecto ORIGAMI. El proyecto ORIGAMI se creó para cubrir estas brechas del conocimiento mediante una modelización numérica compleja y exhaustiva. «Nuestras simulaciones trazan la evolución conjunta del campo magnético con la galaxia, y ofrecen una imagen autoconsistente de la dinámica», dice Ntormousi, cuya investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie.

Modelización dinámica

ORIGAMI es un proyecto ambicioso que desarrolla las primeras simulaciones que incluyen todos los procesos fundamentales de la evolución galáctica. Estos modelos avanzados incluyen componentes interestelares vitales, como el gas y la energía cinética y térmica que las estrellas emiten al morir como supernovas e implosionar. Para obtener el modelo más exitoso de la evolución del campo magnético galáctico, el equipo comenzó con un pequeño campo magnético como estado inicial para el modelo y supervisó su evolución junto con la galaxia. El resultado más importante del proyecto fue la aparición de una dinamo (una transferencia de energía mecánica a energía magnética) en simulaciones de galaxias similares a la Vía Láctea. El campo magnético resultante, tras 2 000 millones de años de evolución galáctica, está compuesto por un elemento ordenado y otro caótico, muy parecido al campo magnético de la Vía Láctea. «Los campos magnéticos medidos en el medio interestelar de las galaxias son más de mil millones de veces más fuertes que lo que nuestras teorías predicen para el universo temprano. La idea principal es que la evolución de la propia galaxia es un motor para amplificar el campo magnético», explica Ntormousi.

Observación de los astros

La investigación continuará una vez el proyecto finalice. En la actualidad, el equipo amplía el estudio para incluir galaxias de diferentes masas, lo que les ayudará a comprender la función de la dinámica en la aparición de una dinamo. El objetivo del proyecto actual que se lleva a cabo en la Escuela Normal Superior de Italia es investigar cómo surgieron los campos magnéticos en la fase temprana del universo, durante un período conocido como la época de la reionización. «Los orígenes del magnetismo en el universo son uno de los mayores misterios de la física moderna. Dado que las galaxias son los laboratorios de la evolución del campo magnético, entender el campo magnético galáctico nos acerca un paso más a la comprensión del origen de una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza», dice Ntormousi.

Palabras clave

ORIGAMI, magnético, galáctico, campos, espacio, dinamo, evolución

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