El universo está impregnado de campos magnéticos débiles pero persistentes. A pesar de décadas de investigación, los astrónomos aún no tienen claro el origen de estos campos magnéticos. Sin embargo, un nuevo estudio sugiere que casi con toda seguridad tienen sus raíces en la profunda historia del cosmos.
Los campos magnéticos se encuentran en todas partes. A veces, son relativamente débiles, como aquellos que atraviesan los brazos espirales de las galaxias. Otras veces, tienen una fuerza media, como el campo magnético de la Tierra. En ocasiones, son increíblemente fuertes, como los generados por los magnetars, estrellas de neutrones extremadamente densas.
La mayoría de estos campos magnéticos tienen una historia de origen plausible. Por ejemplo, el dínamo que gira en el núcleo de hierro y níquel fundido de la Tierra genera el campo magnético de nuestro planeta. Sin embargo, esto no se aplica a las estructuras más grandes del cosmos. Estas estructuras, como los cúmulos de galaxias que albergan mil o más galaxias y los filamentos que se extienden por decenas de millones de años luz, contienen campos magnéticos que se retuercen y enrollan a través de sus enormes volúmenes.
A pesar de ser increíblemente débiles —un orden de magnitud de mil millones de veces más débiles que el campo magnético de la Tierra—, estos campos compensan su falta de fuerza con su tamaño, ya que las líneas de campo magnético individuales pueden extenderse por decenas de miles de años luz, completamente ininterrumpidas.
Posibles orígenes de los campos magnéticos cósmicos
Entonces, ¿cómo puede el universo crear campos magnéticos de tal envergadura? Una posibilidad es que nacieran en el universo primitivo, probablemente debido a algún mecanismo exótico cuando el cosmos tenía apenas unos segundos de vida. Otra teoría sostiene que son producidos por objetos astrofísicos extremos, como los entornos que rodean a los agujeros negros supermasivos, y que se expanden a proporciones gigantescas relativamente rápido.
El debate entre estas dos historias de origen ha sido intenso en la comunidad astronómica. Un par de investigadores italianos asumieron el desafío de medir los gigantescos campos magnéticos en los filamentos de la red cósmica y luego compararon esas mediciones con observaciones simuladas de campos magnéticos, para determinar si estos filamentos podrían ser utilizados para distinguir entre los dos escenarios de origen. Su trabajo se publicará pronto en la revista Universe.
Los filamentos son hilos largos y delgados de galaxias que se extienden por decenas de millones de años luz, conectando cúmulos como si fueran un sistema de autopistas intergalácticas. Los investigadores utilizaron varias técnicas para examinar y medir las intensidades de los campos magnéticos dentro de los filamentos. En un análisis, observaron una cantidad conocida como medida de rotación, que es el grado de rotación que la luz polarizada experimenta al atravesar estos campos magnéticos extensos. En otro análisis, emplearon la emisión de sincrotrón, la radiación emitida por electrones al girar a lo largo de las líneas del campo magnético.
Una comparación entre sus mediciones y simulaciones sugirió que los campos magnéticos probablemente se originaron en el universo temprano. Esto se debe a que los campos magnéticos tienden a ser más fuertes en el universo primitivo que en el contemporáneo. Además, los campos magnéticos no se debilitaron a medida que los filamentos se alejaban de las galaxias. Si las propias galaxias fueran responsables de generar los campos magnéticos, estos deberían ser más fuertes en su proximidad. No obstante, esto no se observó.
Aunque la investigación está lejos de ser concluyente, sugiere que los campos magnéticos más grandes del universo se formaron a través de algún mecanismo exótico que impregnó el cosmos temprano. El siguiente paso consiste en identificar ese mecanismo, un desafío que podría abrir nuevas fronteras en la comprensión del universo.
