Un proyecto de investigación liderado por la UBC Okanagan ha proporcionado a un grupo de científicos internacionales la visión más clara hasta la fecha del campo magnético de la Vía Láctea, revelando que es mucho más complejo de lo que se creía.
El Dr. Alex Hill, profesor adjunto de la Facultad de Ciencias Irving K. Barber de la UBCO, se especializa en radioastronomía. Trabajando en el Observatorio Radioastrofísico Dominion (DRAO), cerca de Penticton, su equipo utilizó datos del telescopio DRAO de 15 metros para completar el primer mapa de banda ancha de la rotación de Faraday, un fenómeno que los científicos utilizan para rastrear los campos magnéticos en el cielo del norte.
El conjunto de datos, conocido como GMIMS del cielo del norte del Observatorio Radioastrofísico Dominion (DRAGONS), y dirigido por la Dra. Anna Ordog, exinvestigadora postdoctoral de la UBCO, captura emisiones de radio polarizadas en un amplio rango de frecuencias, lo que permite a los astrónomos observar estructuras magnéticas que antes eran invisibles. Esta investigación forma parte de una iniciativa más amplia denominada Sondeo Global del Medio Magneto-Iónico (GMIMS), iniciada por el Dr. Tom Landecker, astrónomo del DRAO y profesor adjunto tanto de la UBCO como de la Universidad de Calgary.
«Con nuestro nuevo conjunto de datos, podemos observar las emisiones polarizadas desde el interior de la propia galaxia y observamos que el campo magnético tiene una estructura muy definida», explica el Dr. Ordog. «DRAGONS es el primero en mostrar este nivel de complejidad a escalas espaciales tan amplias y en todo el cielo del hemisferio norte».
Revisitando una idea de radio de décadas de antigüedad
El trabajo se basa en una idea teórica propuesta por primera vez en 1966, que demostró que las ondas de radio polarizadas observadas en muchas frecuencias permiten medir la estructura tridimensional del campo magnético de la Vía Láctea. En aquel entonces, no existía la tecnología necesaria para observar este efecto en amplios rangos de frecuencia. Los telescopios modernos de banda ancha, incluido el telescopio DRAO de 15 m, han hecho posible esta investigación.
El proyecto representó el primer uso científico del telescopio de 15 m, que DRAO construyó originalmente como prototipo de antena para el SKA, un gran radiotelescopio actualmente en construcción en el sur de África y Australia Occidental. La Dra. Ordog dirigió la configuración del proyecto DRAGONS, con el apoyo de cinco estudiantes de la UBCO y la Universidad de Calgary, junto con la experiencia de ingenieros y tecnólogos de DRAO.
«El telescopio de 15 m es el instrumento ideal para este estudio de todo el cielo de estructuras magnetizadas a gran escala: puede escanear rápidamente, dibujando eficazmente un mapa del cielo polarizado en tan solo seis meses», afirma. Tener el telescopio de 15 m tan cerca de UBCO permitió a los estudiantes contribuir a las pruebas prácticas como preparación para el estudio.
El papel de los estudiantes en el mapeo del cielo
Los estudiantes de UBCO analizaron las señales de «primera luz» del instrumento, desarrollaron algoritmos para identificar interferencias de radio de origen humano y evaluaron la calidad de los datos del estudio.
El estudio, publicado recientemente en la serie de suplementos de The Astrophysical Journal, rastrea cómo se retuercen las ondas de radio polarizadas a medida que viajan a través de la galaxia, revelando la intensidad, la estructura y la dirección de los campos magnéticos a lo largo de la línea de visión. Este estudio muestra que más de la mitad del cielo contiene estructuras magnéticas complejas en lugar de campos simples y uniformes.
Descubriendo un cielo sorprendentemente complejo
El Dr. Landecker afirma que la mayor sorpresa para los investigadores fue la cantidad de cielo que contiene lo que se conoce como «complejo de Faraday».
«Con nuestro nuevo conjunto de datos, podemos observar la emisión polarizada desde el interior de la propia galaxia y observar que el campo magnético tiene una estructura mucho más compleja de la que podíamos detectar con métodos de observación anteriores», afirma el Dr. Landecker, quien también lidera un proyecto más amplio para mapear los campos magnéticos en tres dimensiones y es astrónomo emérito de DRAO.
«DRAGONS es como una brújula: nos indica cómo se organizan la materia y los campos magnéticos en la galaxia y cómo este interactúa con las burbujas creadas por explosiones de supernovas, brazos espirales y otras partes de la galaxia de maneras nunca antes posibles».
Los campos magnéticos determinan la formación de las estrellas y la evolución de las galaxias, explica el Dr. Hill.
«Durante décadas, solo pudimos medir el campo magnético de la Vía Láctea de forma muy promediada y simplificada», añade el Dr. Hill. Pero su campo magnético es una pieza clave para comprender cómo funciona y se originó el universo y todo lo que lo compone.
Abriendo puertas a futuros descubrimientos
Los datos de DRAGONS ya se han utilizado en un estudio sobre la misteriosa inversión a gran escala del campo magnético galáctico. Este último estudio fue dirigido por Rebecca Booth, estudiante de doctorado de la Universidad de Calgary, y publicado en un artículo complementario en The Astrophysical Journal esta semana. Este es un buen ejemplo de cómo el conjunto de datos brindará oportunidades para la investigación continua en este campo, afirma la Dra. Ordog.
«DRAGONS forma parte de una nueva generación de estudios de radio que permiten a los científicos cartografiar la estructura tridimensional del campo magnético de la Vía Láctea en el espacio interestelar», añade. «Es una importante contribución canadiense a la comunidad astronómica mundial».
Con información de The Astrophysical Journal Supplement Series
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