Actualizado 03/03/2020 16:23 CET

Un cúmulo globular ondea en el viento galáctico

Cúmulo globular 47 Tuc (arriba a la derecha) y la Pequeña Nube de Magallanes en el mismo campo
Cúmulo globular 47 Tuc (arriba a la derecha) y la Pequeña Nube de Magallanes en el mismo campo - ESO/VISTA VMC/ F. ABBATE ET AL., NATURE ASTRONOMY

   MADRID, 3 Mar. (EUROPA PRESS) -

   El campo magnético galáctico juega un papel importante en la evolución de nuestra galaxia, pero su comportamiento a pequeña escala es poco conocido. No se sabe si impregna el halo de la galaxia o no.

   Un equipo dirigido por Federico Abbate del Instituto Max Planck de Radioastronomía en Bonn ahora ha encontrado un campo magnético inesperadamente fuerte en la dirección del cúmulo globular 47 Tucanae en el halo de la Vía Láctea.

   La orientación del campo magnético se debe a la interacción con un viento galáctico, una salida magnetizada del disco galáctico hacia el halo circundante.

   47 Tucanae, o 47 Tuc, como se le suele llamar, es un espectacular cúmulo globular visible a simple vista en la constelación "Tucana" en el cielo del sur, cerca de la Pequeña Nube de Magallanes. El primer púlsar en este grupo fue descubierto en 1990 con el radiotelescopio Parkes de 64 m en Australia, y pronto se encontraron más con el mismo telescopio. Actualmente hay 25 púlsares conocidos en 47 Tuc.

   Por esta razón, este cúmulo globular muy bien estudiado también se convirtió en uno de los más importantes para los astrónomos del púlsar.

   Los pulsares son fuentes periódicas que permiten a los astrónomos medir la llamada medida de dispersión, que es un retraso del tiempo de llegada de los pulsos individuales a diferentes frecuencias. Este retraso es proporcional a la densidad de electrones libres a lo largo del camino desde el púlsar hasta la Tierra.

   "En 2001, notamos que los púlsares en el lado más alejado del grupo tenían una medida de dispersión más alta que los del lado cercano, lo que implicaba la presencia de gas en el grupo", dice en un comunicado Paulo Freire, del Instituto Max Planck de Radioastronomía (MPIfR) que dirigió una serie de proyectos de investigación en 47 Tuc.

   Lo que hace que 47 Tuc sea aún más interesante es que el cúmulo se encuentra a una distancia de aproximadamente 15.000 años luz, ubicado en un área relativamente tranquila en el halo galáctico. El halo rodea el disco galáctico y alberga muy pocas estrellas y cantidades muy pequeñas de gas. "Los púlsares en este grupo pueden darnos una visión única y sin precedentes de la geometría a gran escala del campo magnético en el halo galáctico", dice Federico Abbate, autor principal del artículo.

   Comprender la geometría y la fuerza de los campos magnéticos galácticos es esencial para dibujar una imagen completa de nuestra galaxia. Los campos magnéticos pueden afectar la formación de estrellas, regular la propagación de partículas de alta energía y ayudar a establecer la presencia de un flujo de gas a escala galáctica desde el disco hacia el halo circundante. A pesar de su importancia, la geometría a gran escala de los campos magnéticos en el halo galáctico no se conoce completamente.

   Los campos magnéticos no son observables directamente, pero los científicos hacen uso de los efectos que tienen sobre el plasma de baja densidad que impregna el disco galáctico. En este plasma, los electrones se separan de los núcleos atómicos y se comportan como pequeños imanes. Los electrones son atraídos por el campo magnético y se ven obligados a orbitar las líneas del campo magnético, emitiendo radiación conocida como radiación sincrotrón.

   Además de emitir su propia radiación, los electrones libres también dejan una firma peculiar en la radiación polarizada que viaja a través del plasma. El campo electromagnético de la radiación polarizada oscila siempre en la misma dirección y los electrones en un medio magnetizado rotarán esta dirección en diferentes cantidades a diferentes frecuencias. Este efecto se llama rotación de Faraday y solo se puede medir en frecuencias de radio.

   Las observaciones de emisión de radio polarizada funcionan bien para restringir el campo magnético en el disco galáctico donde el plasma es lo suficientemente denso. Sin embargo, en el halo galáctico, la densidad plasmática es demasiado baja para observar directamente los efectos. Por esta razón, se desconoce la geometría y la fuerza del campo magnético en el halo y los modelos predicen que podría ser paralelo o perpendicular al disco. Se ha sugerido la presencia de un flujo de salida magnetizado desde el disco hacia el halo luego de observaciones en otras galaxias. También puede explicar la emisión difusa de rayos X en la galaxia.

   Observaciones recientes de los púlsares en 47 Tuc, también realizados con el radiotelescopio Parkes en Australia, pudieron medir su emisión de radio polarizada y su rotación Faraday. Estos revelan la presencia de un campo magnético en el cúmulo globular que es sorprendentemente fuerte, tan fuerte, de hecho, que no puede ser mantenido por el cúmulo globular en sí, sino que requiere una fuente externa ubicada en el halo galáctico. La dirección del campo magnético es compatible con la del viento galáctico, perpendicular al disco galáctico. La interacción del viento galáctico y el cúmulo forma un choque que amplifica el campo magnético a los valores observados.