De entre las muchas cuestiones que siguen sin respuesta en torno al cosmos, el origen y la propia evolución de los campos magnéticos se mantiene en un lugar privilegiado. No en vano, su estudio lleva tiempo en liza como una de las áreas clave de investigación de esas “criaturas” que espían por nosotros el cielo, esos monumentales radiotelescopios como el Square Kilometer Array. Ahora tenemos una pista que podría arrojar luz: se han revelado toroides magnéticos en el halo de la Vía Láctea.
El hallazgo. Observatorios astronómicos de China han revelado enormes toroides magnéticos en el halo de la Vía Láctea, unas estructuras que son fundamentales para la propagación de los rayos cósmicos y que, en teoría, proporcionan una limitación crucial sobre los procesos físicos en el medio interestelar y el origen de los campos magnéticos cósmicos.
Polarización y efecto Faraday. La investigación señala que determinaron las estructuras del campo magnético a lo largo de los brazos espirales del disco galáctico a través de la medición a largo plazo de la polarización de los púlsares (estrellas de neutrones que giran muy rápido) y su efecto Faraday (interacción entre luz y el campo magnético).
Un hecho conocido. En 2007, descubrieron una antisimetría del efecto Faraday de las fuentes de radio cósmicas en el cielo con respecto a las coordenadas de nuestra Vía Láctea, lo que indica que los campos magnéticos en el halo de la Vía Láctea tienen una estructura de campo toroidal, es decir, con direcciones de campo magnético invertidas por debajo y por encima del plano galáctico. ¿El problema? Desentrañar el tamaño de estos toroides (o su campo magnético) era un auténtico rompecabezas.
Propuesta innovadora. Partiendo de este conocimiento, se preguntaron, ¿y si el efecto Faraday del medio interestelar en las proximidades del Sol se puede contar mediante las mediciones de púlsares? No solo eso. Algunas de estas mediciones en estrellas ya las tenían recopiladas a través del radiotelescopio FAST, por lo que, en teoría, podría restarse la contribución de las mediciones de fuentes cósmicas de fondo.
Así, el análisis de datos reveló que esa antisimetría de las mediciones del efecto Faraday causada por el medio en el halo galáctico existe en todo el cielo y, quizás lo más importante, desde el centro hasta el anticentro de nuestra Vía Láctea. Dicho de otra forma, los resultados indican que los campos magnéticos toroidales (y su extraña simetría) son gigantes y se encuentran en un radio que va entre 6.000 y 50.000 años luz desde el centro de la Vía Láctea
Cómo se forma un toroide. Los investigadores creen que estas estructuras surgen debido a la interacción entre el campo magnético galáctico y el gas interestelar. La rotación diferencial de la Vía Láctea causa la formación de patrones espirales en su campo magnético y, en ciertas regiones, estos patrones pueden “enrollarse” y formar estructuras anulares, o toroides, de campo magnético.
Un papel crucial. Las estructuras también desempeñan un papel clave en la dinámica y la evolución de la Vía Láctea al influir en la formación estelar, la distribución del gas y el polvo interestelar, o la propagación de partículas cargadas a través de la galaxia. De ahí que sean objeto de estudio en la astronomía para comprender mejor la estructura y el comportamiento del medio interestelar en nuestra propia galaxia.
Imagen | NAOC, S. Payne-Wardenaar / K. Malhan / MPIA
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