Los astrónomos han descubierto los parientes lejanos de los enormes filamentos magnéticos altamente organizados que cuelgan en el centro de la Vía Láctea, un descubrimiento que podría ayudar a los científicos a explicar finalmente estas misteriosas estructuras.
Estos filamentos cuelgan alrededor del agujero negro supermasivo en el centro de la Vía Láctea. El astrofísico Farhad Zadeh, ahora en la Universidad Northwestern en Illinois, descubrió las estructuras por primera vez en la década de 1980, cuando lo dejaron perplejo y fascinado. Pero a principios de este año, Zadeh detectó alrededor de 1000 filamentos similares en una galaxia distante, lo que ofreció una nueva pista. Estos filamentos magnéticos aparecen en pares o grupos, a veces incluso apilados e igualmente espaciados. Al comparar los filamentos distantes con su descubrimiento anterior, Zadeh y sus colegas ahora han sugerido dos posibles explicaciones para el origen de estos: de una interacción entre el viento y las nubes a gran escala o por turbulencia dentro de un campo magnético débil.
“Sabemos mucho sobre los filamentos en nuestro propio centro galáctico, y ahora los filamentos en las galaxias exteriores están comenzando a aparecer como una nueva población de filamentos extragalácticos”, dijo Zadeh en un comunicado. “Los mecanismos físicos subyacentes para ambas poblaciones de filamentos son similares a pesar de los entornos muy diferentes. Los objetos son parte de la misma familia, pero los filamentos fuera de la Vía Láctea son primos lejanos más antiguos, y me refiero a primos muy distantes en el tiempo y el espacio. .”
Desde que vio por primera vez los filamentos de la Vía Láctea, Zadeh ha utilizado radiotelescopios para determinar que estas características están compuestas de electrones atrapados dentro de campos magnéticos y que vibran casi a la velocidad de la luz.
Pero comprender cómo se formaron estos filamentos requirió investigar la nueva población de filamentos, ubicada en un cúmulo concentrado de miles de galaxias a mil millones de años luz de la Tierra. Particularmente intrigante fue que algunas de estas galaxias son radiogalaxias activas que parecen estar formando filamentos magnéticos a gran escala.
“Después de estudiar los filamentos en nuestro propio centro galáctico durante todos estos años, estaba muy emocionado de ver estas estructuras tremendamente hermosas”, dijo Zadeh en el comunicado. “Debido a que encontramos estos filamentos en otras partes del universo, insinúa que algo universal está sucediendo”.
Filamentos con aire de familia
La población de filamentos extragalácticos recién descubierta se asemeja a la que se encuentra alrededor del agujero negro en el corazón de nuestra galaxia, pero posee algunas diferencias clave.
En particular, los filamentos de este cúmulo de galaxias son mucho más grandes que los de la Vía Láctea, entre 100 y 10.000 veces más largos. Algunos de estos filamentos extragalácticos tienen una longitud de hasta 200 parsecs, lo que equivale a unos 650.000 años luz. Sin embargo, a pesar de su mayor tamaño, los filamentos en el cúmulo de galaxias poseen la misma proporción de largo a ancho que se observa en los filamentos de la Vía Láctea, y ambos conjuntos de filamentos parecen transportar energía de la misma manera.
Los filamentos del cúmulo de galaxias cuelgan de los chorros de los agujeros negros.
Más cerca del chorro del agujero negro, los electrones en el filamento son más energéticos y pierden energía a medida que viajan por el filamento. Esta tendencia indica que aunque los chorros de los agujeros negros podrían estar acelerando electrones a la velocidad de la luz, proporcionando las partículas para formar estos filamentos, algún otro proceso desconocido está disparando las partículas a lo largo de las increíbles longitudes de los filamentos.
“Algunos de ellos tienen una longitud asombrosa, hasta 200 kiloparsecs, que es unas cuatro o cinco veces más grande que el tamaño de toda nuestra Vía Láctea”, dijo Zadeh. “Lo que es notable es que sus electrones permanecen juntos en una escala tan larga. Si un electrón viajara a la velocidad de la luz a lo largo del filamento, tardaría 700.000 años. Y no viajan a la velocidad de la luz”.
La nueva población de filamentos extragalácticos también parece ser mucho más antigua y con campos magnéticos más débiles que sus parientes de la Vía Láctea.
Una interacción sencilla
Zadeh y sus colegas sugieren que los filamentos podrían ser el resultado de una simple interacción entre obstáculos como nubes de gas o polvo y vientos galácticos, que son vientos estelares de alta velocidad que emergen de estrellas masivas recién formadas o de los efectos de agujeros negros supermasivos. . A medida que estos vientos envuelven estas nubes de gas y polvo, generan una cola similar a la de un cometa.
“El viento proviene del movimiento de la propia galaxia a medida que gira”, dijo Zadeh. “Es como cuando sacas la mano por la ventana de un automóvil en movimiento. No hay viento afuera, pero sientes el aire moviéndose. Cuando la galaxia se mueve, crea viento que podría estar empujando a través de lugares donde las partículas de rayos cósmicos son bastante suelta. Barre el material y crea una estructura filamentosa”.
Sin embargo, cuando el equipo simuló un entorno turbulento dentro del cúmulo, se desarrollaron largas estructuras filamentosas, lo que apunta a un mecanismo de creación alternativo. A medida que las radiogalaxias se mueven, sus influencias gravitatorias agitan este medio, creando remolinos de plasma. Luego, campos magnéticos débiles envuelven estos remolinos, lo que estira los campos magnéticos y los amplifica, transformándolos eventualmente en largos filamentos.
Incluso con dos posibles mecanismos de formación, Zadeh todavía está fascinada con los filamentos.
“Todos estos filamentos fuera de nuestra galaxia son muy viejos”, dijo. “Son casi de una era diferente de nuestro universo y, sin embargo, señalan a los habitantes de la Vía Láctea que existe un origen común para la formación de los filamentos. Creo que esto es notable”.
Con información de Space.com
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