Por primera vez, los astrónomos han reconstruido el campo magnético de un cúmulo completo de galaxias, desde su núcleo central hasta sus límites exteriores.
Este logro récord es producto de las observaciones más profundas jamás realizadas del cúmulo de galaxias Abell 2255, ubicado a unos mil millones de años luz de distancia, y esas observaciones se deben al radiotelescopio europeo LOFAR (Low Frequency Array).
Abell 2255 es conocido desde hace mucho tiempo por su complejidad en ondas de radio. Sus vastas y difusas emisiones de radio son creadas por partículas llamadas electrones que corren a velocidades cercanas a la luz, o relativistas, e interactúan con los campos magnéticos de las galaxias del cúmulo. Por tanto, utilizar Abell 2255 como laboratorio cósmico para estudiar el universo en ondas de radio podría llevar a los científicos a comprender mejor cómo se generan y evolucionan los campos magnéticos. Estas observaciones también podrían ayudar a dar una idea de la dinámica del gas caliente en los cúmulos de galaxias. Esto podría revelar cómo se construyen las estructuras más grandes del universo.
Como parte del proyecto LOFAR Galaxy Cluster Ultra-Deep Field, este equipo utilizó 224 horas de recopilación de imágenes de radio para descubrir que la distribución de campos magnéticos a gran escala en Abell 2255 (que a su vez se extiende por varios millones de años luz) no está distribuida aleatoriamente. En cambio, estos campos magnéticos parecen estar organizados por el movimiento del gas que ocurrió durante la formación de este cúmulo galáctico.
“La obtención de imágenes muy sensibles de cúmulos de galaxias en longitudes de onda de radio es crucial para comprender cómo los electrones se aceleran a velocidades relativistas y los campos magnéticos se amplifican a grandes escalas cósmicas”, dijo en un comunicado el líder del equipo Andrea Botteon, del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF). “La complejidad de estos estudios se debe a la elusividad de la señal de radio de los electrones que se mueven en campos magnéticos muy débiles. Creemos que el mecanismo que ‘activa’ estas gigantescas emisiones de radio está relacionado con el proceso de formación de cúmulos de galaxias”.
Botteon añadió que para esta investigación él y sus colegas combinaron las observaciones de radio más profundas jamás realizadas con una innovadora técnica de análisis de datos que les permitió reconstruir la forma del campo magnético de un cúmulo de galaxias por primera vez.
“La coherencia de las líneas del campo magnético observadas en algunas regiones del cúmulo sugiere que la morfología del campo está íntimamente ligada a la dinámica del gas en el que reside, donde puede ser ‘estirado’ o ‘comprimido’ por los movimientos asociados con la formación del propio cúmulo”, dijo Botteon.
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Este análisis reveló que, en algunas regiones, los campos magnéticos siguen direcciones muy específicas, extendiéndose radialmente a lo largo de emisiones de radio extendidas. Por el contrario, en las regiones donde predominan las ondas de choque, los campos magnéticos están orientados tangentes. Esto sugiere que los campos magnéticos en Abell 2255 están creados por la misma dinámica que permite que los cúmulos acumulen gas y crezcan.
Esto sirve como la primera evidencia observacional de que los mismos mecanismos que permiten que las galaxias crezcan y se agrupen, creando las estructuras más grandes del universo, también dan forma a sus campos magnéticos.
La investigación del equipo ha sido aceptada para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics y está disponible como un artículo previamente revisado por pares en el sitio del repositorio arXiv.
