¿Y si el campo magnético del universo fuera más débil que el imán de una heladera?
Un nuevo estudio indica que el campo magnético del universo primitivo era miles de millones de veces más débil que un imán de heladera.
Los campos magnéticos son regiones del espacio donde las partículas cargadas experimentan interacciones magnéticas que influyen en su comportamiento. En el universo, los campos magnéticos surgen de procesos como el movimiento del plasma ionizado y la rotación de estrellas y galaxias. Estos campos están presentes en todas las escalas, desde la planetaria hasta la galáctica. Curiosamente, incluso regiones casi vacías del espacio intergaláctico poseen campos magnéticos.
Las teorías sobre el origen del universo, y el estudio de sus primeros momentos, sugieren firmemente que los campos magnéticos ya existían en los primeros momentos del universo. Estos campos magnéticos primordiales podrían haber influido en la formación de las primeras estructuras cósmicas, como las galaxias y los filamentos de la red cósmica. Sin embargo, sigue siendo un misterio cómo estas líneas magnéticas se extendieron y fortalecieron a lo largo de miles de millones de años, magnetizando extensas regiones del espacio.
Los investigadores han realizado simulaciones para investigar los límites superior e inferior de la intensidad del campo magnético en el universo primitivo. Los resultados indican que, inicialmente, estos campos podrían haber sido miles de millones de veces más débiles que un imán de refrigerador. Aun así, habrían sido lo suficientemente influyentes como para moldear la formación de las primeras estructuras.
Red cósmica del universo
La red cósmica es una vasta estructura similar a una red donde la materia del universo se organiza a escalas cósmicas. Al mapearla, la red cósmica aparece como filamentos y vacíos, compuestos estos últimos de gas y materia oscura. En estos filamentos, los cúmulos de galaxias se conectan, formando regiones densas, pero también creando vacíos prácticamente carentes de materia.
Los filamentos de la red cósmica guiaron la formación de galaxias y cúmulos mediante la concentración de gas y materia oscura a lo largo del tiempo. La red cósmica no es observable directamente mediante telescopios ni observatorios. De hecho, su existencia es conocida y se observa indirectamente a través de diversos mapas de distribución de galaxias elaborados por diferentes telescopios en diferentes épocas del universo.
El misterio de los campos magnéticos
Los astrónomos saben que los campos magnéticos están presentes en todo el universo, desde las estrellas y las galaxias hasta los vastos filamentos de la red cósmica. El origen de estos campos magnéticos está asociado a diversos procesos, pero siempre al movimiento de cargas eléctricas. Hoy en día, se sabe que los campos magnéticos pueden amplificarse mediante procesos como la turbulencia y la rotación de las galaxias. Sin embargo, aún quedan muchas preguntas sobre su origen y evolución a lo largo del tiempo cósmico.
Uno de los misterios sin resolver es que el universo está magnetizado no solo cerca de las galaxias, donde cabría esperar la presencia de objetos y fenómenos. Esta presencia también se observa en regiones distantes y escasamente pobladas, que constituyen la mayor parte de la red cósmica. Este magnetismo en zonas dispersas es una cuestión abierta en astronomía y plantea interrogantes sobre el papel de los campos magnéticos en la formación y estructura de la red cósmica.
Encontrar campos magnéticos
Un equipo de astrónomos realizó más de 250.000 simulaciones por computadora para estudiar la red cósmica y comprender cómo los campos magnéticos primigenios influyeron en su estructura. Al comparar los resultados de la simulación con los datos observacionales, los investigadores comprobaron que sus hipótesis eran correctas. Al considerar los efectos de estos campos magnéticos iniciales, la red cósmica presenta una estructura mucho más parecida a la observada en el universo real.
El estudio indica que un modelo del universo con un campo magnético muy débil, de alrededor de 0,2 nanogauss, se ajusta mejor a los datos observacionales. Esto plantea la hipótesis de que los campos magnéticos que observamos hoy, incluso en el vacío, podrían ser un legado de procesos físicos ocurridos en los inicios del universo. La investigación mostró cómo estos eventos, ocurridos poco después del Big Bang, moldearon la magnetización de los filamentos de la red cósmica.
Más pequeño que un imán de refrigerador
Uno de los objetivos de este estudio fue determinar un límite superior e inferior para los valores del campo magnético primordial. Los investigadores hallaron un valor bajo para las intensidades del campo magnético primordial, tanto en el límite superior como en el inferior, que son varias veces inferiores a las estimaciones previas.
La conclusión del artículo indica que estos resultados nos ayudarán a comprender el universo primitivo y cómo moldeó todo lo que conocemos hoy. El campo magnético probablemente incrementó la densidad de la red cósmica, acelerando la formación de estrellas y galaxias. Estos resultados podrían validarse aún más con observaciones del Telescopio Espacial James Webb, que puede observar las primeras galaxias y estrellas.
Referencia de la noticia
Magnetic fields in the infant Universe may have been billions of times weaker than a fridge magnet