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Jan 01, 2024

Cómo los campos magnéticos controlan el crecimiento galáctico

El enorme andamiaje de nuestra galaxia está formado por campos magnéticos complejos

El enorme andamiaje de nuestra galaxia está formado por complejos campos magnéticos.

El disco giratorio de gas y polvo de la Vía Láctea da lugar a elegantes brazos espirales, que constituyen los sitios de formación estelar más activos de la galaxia. Ahora, los investigadores que utilizan un telescopio transportado por un avión en lo alto de la atmósfera de la Tierra han encontrado un mecanismo por el cual los campos magnéticos dan forma al nacimiento de estrellas en los densos filamentos, o "huesos", que se abren camino a través de estos brazos.

El nuevo trabajo describe cómo los campos magnéticos a escala de galaxias, en función de su orientación y fuerza, pueden canalizar material de un área a otra y evitar que el polvo y el gas que componen las regiones más densas colapsen bajo la gravedad. Estos procesos amortiguan la formación de estrellas; sin ellos, tendríamos un cielo nocturno mucho más brillante que el que vemos hoy.

Las observaciones del telescopio terrestre en 2015 confirmaron las propiedades físicas de los huesos de gas y polvo que recubren los brazos de la Vía Láctea. Pero los investigadores no conocían el papel preciso de los campos magnéticos en la actividad de formación de estrellas a escalas más pequeñas. "Sabíamos que los huesos existían, pero en ese entonces no había forma de mapear los detalles de su estructura magnética", dice Simon Coudé, investigador postdoctoral en la Universidad Estatal de Worcester y el Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian. Coudé presentó los nuevos hallazgos en la reunión de invierno de 2023 de la Sociedad Astronómica Estadounidense.

Para este trabajo, los investigadores están determinando la dirección a escala fina de estos campos magnéticos midiendo cómo se alinean las partículas de polvo. Específicamente, están cuantificando cómo las propiedades magnéticas ayudan a evitar que el gas y el polvo en los huesos masivos colapsen para formar estrellas. Con los datos de los instrumentos volados a bordo del telescopio SOFIA transportado por Boeing-747 en sus últimos años de actividad, "podríamos ver la estructura del campo en las nubes de formación estelar en grandes franjas de la galaxia", dice Coudé.

Un mapa óseo de este proyecto mostró que los campos magnéticos tendían a ser perpendiculares a la longitud del hueso en áreas densas de nacimiento estelar activo y más paralelos en otros lugares. Esto podría significar que los campos paralelos de las regiones menos densas introducen material en las más densas, donde los campos son lo suficientemente fuertes como para limitar el colapso gravitacional a pesar del material adicional de formación de estrellas, dicen los investigadores. También encontraron campos magnéticos a lo largo de otros huesos galácticos lo suficientemente fuertes como para amortiguar la formación de estrellas en todas las áreas excepto en las más activas.

"Sabíamos que galaxias enteras están impregnadas de campos magnéticos. Ahora vemos estructuras de estos campos en las regiones más densas, donde son sensibles a la formación de estrellas", dice Enrique López-Rodríguez, astrónomo extragaláctico del Instituto Kavli para Astrofísica y Cosmología de Partículas de la Universidad de Stanford, que no participó en el estudio. En última instancia, añade, esto conducirá a comprender cómo el equilibrio entre la gravedad y los campos magnéticos a gran escala dictan la formación de estrellas en las escalas más pequeñas, tanto en otras galaxias como en la nuestra.

Este artículo se publicó originalmente con el título "Star Magnet" en Scientific American 328, 4, 20 (abril de 2023)

doi:10.1038/cientificamerican0423-20

Raquel Berkowitz es un escritor científico independiente y editor correspondiente de Physics Magazine. Tiene su sede en Vancouver, Columbia Británica y Eastsound, Washington.

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