Identificados campos magnéticos gigantes en el Universo

Estas agrupaciones galácticas son las estructuras gravitacionales más grandes del universo. Con una extensión típica de unos 10 millones de años luz, es decir, 100 veces el diámetro de la Vía Láctea, albergan un gran número de sistemas estelares, junto con gas caliente, campos magnéticos, partículas cargadas, incrustados en grandes halos de materia oscura, cuya composición es desconocida.

La colisión de los cúmulos de galaxias conduce a una compresión de choque del gas caliente y de los campos magnéticos. Las características resultantes en forma de arco se llaman "reliquias" y destacan por su emisión de radio y rayos X.

Desde su descubrimiento en 1970 con un radiotelescopio cerca de Cambridge, Reino Unido, las reliquias se han encontrado en alrededor de 70 cúmulos de galaxias hasta el momento, pero es probable que existan muchas más. Son mensajeros de grandes flujos de gas que modelan continuamente la estructura del universo.

Las ondas de radio son excelentes trazadores de reliquias. La compresión de campos magnéticos ordena las líneas de campo, lo que también afecta a las ondas de radio emitidas. Más precisamente, la emisión se polariza linealmente. Este efecto fue detectado en cuatro grupos de galaxias por un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Radioastronomía de Bonn (MPIfR), el Instituto Argelander de Radioastronomía de la Universidad de Bonn (AIfA), el Observatorio Estatal de Turingia en Tautenburg ), y colegas en Cambridge, en Estados Unidos.

Utilizaron el radiotelescopio de 100 m del MPIfR cerca de Bad Münstereifel-Effelsberg a longitudes de onda de 3 cm y 6 cm. Tales longitudes de onda cortas son ventajosas porque la emisión polarizada no disminuye al pasar a través del cúmulo de galaxias y nuestra Vía Láctea.

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Reliquias polarizadas linealmente se encontraron en los cuatro grupos de galaxias observados, en un caso por primera vez. Los campos magnéticos tienen una fuerza similar a la de nuestra Vía Láctea, mientras que los grados de polarización medidos de hasta un 50% son excepcionalmente altos, lo que indica que la emisión se origina en un campo magnético extremadamente ordenado. "Descubrimos los campos magnéticos ordenados hasta ahora más grandes en el universo, extendiéndose sobre 5-6 millones de años luz", dice Maja Kierdorf de MPIfR Bonn, el líder del proyecto y primer autor de la publicación.

Las nuevas observaciones del telescopio de Effelsberg muestran que el plano de polarización de la emisión de radio de las reliquias gira con longitud de onda. Este "efecto de rotación de Faraday", que lleva el nombre del físico inglés Michael Faraday, indica que también existen campos magnéticos ordenados entre los cúmulos y, junto con el gas caliente, causan la rotación del plano de polarización. Tales campos magnéticos pueden ser incluso mayores que los propios cúmulos.

"El radiotelescopio de Effelsberg volvió a ser un instrumento ideal para detectar campos magnéticos en el universo", subraya el coautor Rainer Beck, de MPIfR, que trabaja en este tema desde hace más de 40 años. "Ahora podemos buscar sistemáticamente campos magnéticos ordenados en racimos de galaxias usando ondas de radio polarizadas", dijo.